Question

14．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置來研究牛頓第二定律，圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F是相鄰的留個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，測(cè)量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離分別為：S_AB=4.12cm，S_BC=4.55cm，S_CD=4.98cm，S_DE=5.41cm，S_EF=5.84cm．

（1）在該實(shí)驗(yàn)中，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源為4V～6V交流電源；
（2）小車的加速度為0.43m/s²，在打下C點(diǎn)時(shí)小車的速度為0.48m/s；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中通過測(cè)量描繪出了如圖丙所示的a-F圖象，造成圖象未過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

Answer 1

分析 （1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4V～6V交流電源；
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求出C點(diǎn)的速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度；
（3）根據(jù)丙圖可知，只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度，得出沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠的結(jié)論．

解答 解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4V～6V交流電源；
因?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.1s
據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得C點(diǎn)速度為：
V_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.0455+0.0498}{0.2}=0.48m/s$
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)即△x=aT²，根據(jù)作差法得：
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0498+0.0541-0.0455-0.0412}{0.04}$=0.43m/s²
（3）丙圖中當(dāng)F≠0時(shí)物體的加速度a=0，即只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度，故在物體保持靜止的時(shí)候其所受的靜摩擦力等于繩子的拉力，所以出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．
故答案為：（1）4V～6V交流電源；（2）0.43；0.48；（3）沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

點(diǎn)評(píng) 要培養(yǎng)學(xué)生作圖能力，以及根據(jù)圖象得出結(jié)論的能力，要學(xué)會(huì)利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題，難度適中．