题目内容
【题目】如图所示,小车、打点计时器等器材置于高度可调节的长木板上.
(1)在验证牛顿第二定律的实验中,除打点计时器(附纸带,复写纸)、小车(其上可放置砝码)、细线、钩码(质量已知)、附滑轮的长木板、导线外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有____________.(填写序号)
①电压合适的50Hz交流电源 ②电压可调节的直流电源 ③刻度尺 ④秒表 ⑤天平
(2)在验证牛顿第二定律的实验中,若平衡摩擦力时,长木板的一端调节过高,使得倾角偏大,则所得到的a﹣F关系图象为图2中的_____.(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)
(3)实验中得到如图3的一条纸带,在纸带上便于测量的地方选取第1个计数点,其下表面A,第6个计数点下标明B,第11个计数点下标明C,第16个计数点下标明D,第21个计数点下表面E.若测得AC长为14.56cm,CD长11.15cm,DE长为13.73cm,则小车运动的加速度大小为_____m/s2,打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s.(结果保留三位有效数字)
【答案】 (1)①③⑤; (2)C (3)0.986m/s; 2.58m/s2
【解析】(1)实验中通过打点计时器找出物体运动的位移和时间,通过对纸带的处理得出加速度;故实验中需要用小车、打点计时器、纸带、砝码、小桶、绳子、导线;用天平测量物体的质量,刻度尺测量长度;电源应采用50Hz交流电流,打点计时器本身可以记录时间,所以不需要秒表,故需要①③⑤;
(2)若平衡摩擦力时,长木板的一端调节过高,使得倾角偏大,小车的重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,则在加钩码前,小车能有加速度,所以则所得到图象纵坐标的截距不为0,则图的a﹣F关系图象为C.
(3)物体做匀变速度直线运动,根据运动规律有,平均速度等于中间时刻的瞬时速度.所以C点的速度等于AE距离的平均速度.所以有:
在计算加速度时,为得到的实验数据更准确,应该采用逐差法:
,
由逐差法可得加速度为: