Question

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置來(lái)研究牛頓第二定律和有關(guān)做功的問(wèn)題。

（1）實(shí)驗(yàn)中，為了盡可能減少摩擦力的影響，計(jì)時(shí)器最好選用頻率為50Hz的(填“電磁”或“電火花”)________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，同時(shí)需要將長(zhǎng)木板的右端墊高，直到在沒(méi)有沙桶拖動(dòng)下，小車(chē)拖動(dòng)紙帶能夠做______運(yùn)動(dòng)。

（2）在______條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制_______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系。

（3）在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)紙帶，如圖是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過(guò)程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)hA、hB、hC如圖所示，則小車(chē)的加速度為a= ________m/s2，打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為VB=________ m/s。（保留2位有效數(shù)字）

（4）在此實(shí)驗(yàn)中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗(yàn)證沙和沙桶以及小車(chē)的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)滿(mǎn)足_______關(guān)系式（用上題的符號(hào)表示，不要求計(jì)數(shù)結(jié)果）。

Answer 1

【答案】電火花 勻速（直線）運(yùn)動(dòng) M遠(yuǎn)大于m 小車(chē)的質(zhì)量M 0.95 1.0

【解析】

（1）[1][2]．兩種計(jì)時(shí)器比較，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔對(duì)紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計(jì)時(shí)器；要平衡摩擦力，需要將長(zhǎng)木板的右端墊高，在沒(méi)有沙桶拖動(dòng)下，輕推一下小車(chē)，使小車(chē)能拖動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可；

（2）[3][4]．根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，在 M＞＞m條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，在控制小車(chē)的質(zhì)量M不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．

（3）[5][6]．由題意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔為T=0.1s．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得小車(chē)加速度為

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度有：

（4）[7]．在此實(shí)驗(yàn)中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗(yàn)證沙和沙桶以及小車(chē)的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系式.