Question

13．如圖（a）所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的裝置．

（1）如圖（a）所示，未完成平衡摩擦力，應(yīng)該取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡為間隔均勻，平衡摩擦力才完成．
（2）實(shí)驗(yàn)中使用50Hz交變電流作電源，在打出的紙帶上選擇5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，測(cè)量了C點(diǎn)到A點(diǎn)、E點(diǎn)到C點(diǎn)的距離如圖（b）所示．則C點(diǎn)的速度v_C=1.07 m/s，紙帶的加速度a=3.10m/s²．（此小題結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖（c）所示的a-F圖象，則原因是長(zhǎng)木板的傾角過大．

Answer 1

分析 平衡摩擦力時(shí)輕推小車，若小車能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)間隔均勻時(shí)，恰好平衡摩擦力．
明確實(shí)驗(yàn)原理可知具體操作細(xì)節(jié)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．由圖（a）所示紙帶可知，相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大，知小車做加速運(yùn)動(dòng)，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平衡摩擦力才完成．
（2））C點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AE兩點(diǎn)間的平均速度：v_c=$\frac{AE}{2T}$=$\frac{0.1520+0.2760}{2×0.08}$m/s=1.07m/s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論a=$\frac{CE-AC}{（2×0.02）^{2}}$=$\frac{0.2760-0.1520}{0.0{4}^{2}}$=3.10m/s²
（3）根據(jù)圖象（C）可知，當(dāng)沒有懸掛砂桶時(shí)，小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度，由此可知在操作個(gè)過程中，平衡摩擦力過度即長(zhǎng)木板的傾角過大．
故答案為：（1）間隔均勻．（2）1.07；3.10；（3）長(zhǎng)木板的傾角過大

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握該實(shí)驗(yàn)的原理，知道本實(shí)驗(yàn)采取控制變量法，以及知道如何運(yùn)用圖象得出加速度與質(zhì)量和力的關(guān)系，同時(shí)熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．