Question

【題目】如圖甲所示為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。

(1)在用打點計時器研究小車勻變速運動的實驗中，記錄的紙帶如圖乙所示，圖中兩計數點間有四個點未畫出。已知打點計時器所用電源的頻率為，則小車運動的加速度a=________，打P點時小車運動的速度v=________。電網中交變電流的頻率一般為，但由于某種干擾變為（即打點周期比0.02s略小），而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比_______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）

(2)①平衡小車所受阻力的操作：取下________，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通電火花計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動。如果打出的紙帶如圖乙所示，則應________（選填“減小”或“增大”）木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡________為止。

②如圖丙所示為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量的關系時所得的實驗圖像，橫坐標m為小車上砝碼的質量。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車受到的拉力為_______，小車的質量為________。

Answer 1

【答案】0.8 0.25 偏小 鉤碼 減小 間隔相等

【解析】

(1)[1]．由于兩相鄰計數點間有四個點未畫出，所以兩相鄰計數點時間間隔為T=0.1s，根據運動學公式得

△x=aT2

[2]．根據勻變速直線運動中，時間中點的速度等于該過程中的平均速度，求出點跡間距為2.10cm的中間時刻的瞬時速度

根據運動學公式v=v0+at得

vp=v0+a=0.25m/s

[3]．工作電壓的頻率變為51Hz，則周期變小，由△x=aT2，知a變大，若仍然按照T不變計算，顯然計算出的加速度值比真實值偏小。

(2)①[4][5][6]．平衡摩擦力時，應不掛鉤碼，打出的紙帶如圖丁所示說明小車加速運動，故應減小傾角，直到紙帶上打出的點跡間隔相等為止。

②[7][8]．設小車的質量為m'，則有

F=（m+m'）a

變形得

所以圖象的斜率為

所以小車受到的拉力

圖象的截距

解得小車的質量