Question

9．某探究学习小组在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示．

①实验室用打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器两种，则电火花打点计时器所用的电源电压为220V，如果所用电源频率为50hz，则电磁打点计时器每打相邻两点的时间间隔为0.02 s．
②实验时保持盘及盘中的砝码质量m一定，探究加速度与小车（包括车中砝码）质量M的关系，以下做法正确的是C
A．平衡摩擦力时，应将长木板带有滑轮的一端适当垫高
B．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在 小车上
C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
③实验时打出的某一条纸带，取一段如图2所示的纸带研究其运动情况．设O点为计数的起始点，在四个连续的计数点中，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，若物体做理想的匀加速直线运动，则打计数点“A”时物体的瞬时速度为0.5m/s，物体的加速度为2m/s²．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）实验室用打点计时器有电磁打点计时器和电火花打点计时器两种，则电火花打点计时器所用的电源电压为220V，如果所用电源频率为50hz，则电磁打点计时器每打相邻两点的时间间隔为0.02 s．
（2）A、平衡摩擦力时，应将长木板不带定滑轮的一端适当垫高，故A错误；
B、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故B错误．
C、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故C正确．
D、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故D错误．
故选：C
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小．
v_A=$\frac{0.1}{2×0.1}$=0.5m/s
根据运动学公式△x=at²得：
a=$\frac{0.1-0.04-0.04}{0.01}$=2m/s²．
故答案为：（1）0.02
（2）C
（3）0.5；2

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．