Question

14．某同学利用如图甲所示装置来研究牛顿第二定律，图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F是相邻的留个计数点，每相邻两个计数点间还有四个点未画出，测量出相邻计数点间距离分别为：S_AB=4.12cm，S_BC=4.55cm，S_CD=4.98cm，S_DE=5.41cm，S_EF=5.84cm．

（1）在该实验中，电磁打点计时器所用电源为4V～6V交流电源；
（2）小车的加速度为0.43m/s²，在打下C点时小车的速度为0.48m/s；（结果保留两位有效数字）
（3）该同学在某次实验中通过测量描绘出了如图丙所示的a-F图象，造成图象未过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．

Answer 1

分析 （1）电磁打点计时器使用4V～6V交流电源；
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出C点的速度，根据连续相等时间内位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度；
（3）根据丙图可知，只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，得出没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够的结论．

解答 解：（1）电磁打点计时器使用4V～6V交流电源；
因为每相邻两计数点间还有4个点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.1s
据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：
V_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.0455+0.0498}{0.2}=0.48m/s$
匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即△x=aT²，根据作差法得：
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0498+0.0541-0.0455-0.0412}{0.04}$=0.43m/s²
（3）丙图中当F≠0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力，所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．
故答案为：（1）4V～6V交流电源；（2）0.43；0.48；（3）没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．

点评 要培养学生作图能力，以及根据图象得出结论的能力，要学会利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题，难度适中．