Question

3．图甲为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图，图中小车A的质量为m₁，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器时器B，它们均置于水平放置一端带有定滑轮足够长的木板上，P的质量为m₂，C为测力传感器，实验时改变P的质量，读出测力器不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦．

（1）电火花打点计时器工作电压为交流（选填“交、直”）220V
（2）下列说法正确的是B
A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B．实验时应先通过打点计时器打出的点来求解小车运动时的加速度
C．实验中m₂应远小于m₁
D．弹簧测力计的读数始终为$\frac{1}{2}$m₂g．
（3）图乙为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是0.50m/s²．（交流点的频率为50Hz，结果保留二位有效数字）

Answer 1

分析 （1）该实验必须要平衡摩擦；由于该实验的连接方式，小车是在绳的拉力下加速运动，故不要求重物质量远小于小车质量；由牛顿第二定律可求解测力计的读数．
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²求解加速度．
（3）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．

解答 解：（1）电磁式打点计时器采用220V的交流电源；
（2）A、该实验首先必须要平衡摩擦力，木板不能与地面平行；故A错误；
B、实验时要通过打点计时器打出的点求解加速度，才能进行验证；故B正确；
C、实验时不再用物体的重力来作为拉力；故不需要保证m₂应远小于m₁；故C错误；
D、由于重物向下加速度运动，由牛顿第二定律：m₂g-2F=m₂a，解得：F=$\frac{{m}_{2}g-{m}_{2}a}{2}$，拉力与加速度有关；故D错误；．
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²，有：
△x=0.0339-0.0289=a×0.1²
解得：a=0.50m/s²；
故答案为：（1）交流；220；（2）B；（3）0.50

点评 本题第1问选项C为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．