Question

2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为50Hz．

（1）电火花打点计时器使用220V交流电源，它每隔0.02s打一次点．
（2）如图2是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D为四个计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出．经测量得AB=2.20cm，BC=3.80cm，可推测CD间距离比较接近5.40cm．打点计时器打下B点时小车的速度等于0.30m/s，小车的加速度等于1.6m/s²．（以上两空计算结果保留2位有效数字）
（3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图3所示，则图中直线不过原点的原因可能是平衡摩擦力过度．

Answer 1

分析 了解电火花打点计时器的工作电压、工作原理以及周期和频率的关系即可正确解答；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．

解答 解：（1）电火花打点计时器使用220V交流电源，它每隔0.02s打一次点．
（2）根据相同时间内，位移之差相等，则有：CD-BC=BC-AB，因此CD间距离比较接5.40cm；
利用匀变速直线运动的推论得出：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.022+0.038}{2×0.1}$=0.30m/s
小车的加速度为a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{0.038-0.022}{0．{1}^{2}}$m/s²=1.6m/s²
（3）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高．
故答案为：（1）220；0.02；（2）5.40，0.30，1.6；（3）平衡摩擦力过度．

点评 实验问题需要结合物理规律去解决．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
数据处理时注意单位的换算．