Question

5．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學將實驗器材組裝后，如圖所示為釋放小車前瞬間的情景簡圖．

（1）在接通電源進行實驗之前，請你指出圖中的錯誤或不妥之處（補充寫出一處即可）：
①沒有平衡摩擦力；
②打點計時器沒有用交流電源．
（2）為更好地完成本實驗，必須先平衡摩擦力．其目的是：使小車受到的合力等于繩子的拉力．
（3）改正實驗裝置后，該同學順利地完成了實驗．如圖是他在實驗中得到的一條紙帶，在紙帶上確定了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖所示，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s．由圖中數(shù)據(jù)可計算出打點計時器打下D點時小車的瞬時速度為v_D=0.56m/s，小車的加速度a=0.80m/s²．（小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗注意事項與圖示實驗情景分析答題．
（2）為使小車受到的合力等于繩子的拉力，實驗前應平衡摩擦力．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出D點的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答 解：（1）實驗中的錯誤之處還有：打點計時器沒有用交流電源；小車應靠近打點計時器．
（2）平衡摩擦力的目的是使小車受到的合力等于繩子的拉力．
（3）D點的瞬時速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{（5.20+5.99）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.56m/s，
根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，$a=\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.99+6.80+7.62-3.62-4.38-5.20）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.80m/s²．
故答案為：（1）打點計時器沒有用交流電源；小車應靠近打點計時器．
（2）使小車受到的合力等于繩子的拉力
（3）0.56；0.80

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，知道實驗原理與實驗注意事項是解題的關(guān)鍵，應用勻變速直線運動的推論可以求出小車的加速度與瞬時速度．