题目内容

16．某组同学做“探究a与F、m之间的定量关系”实验，其将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，使小车在钩码的牵引下运动．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、钩码、天平等．其实验装置如图所示．

①实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下钩码，把木块不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹间距均匀，即完成平衡摩擦力．
②如图是实验中获得的一条纸带的一部分，选取A、B、C、D、E5个计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，且每两个计数点之间还有4个点末画出，则打B点时小车的瞬时速度大小0.50m/s，小车运动的加速度为4.0m/s2．（均保留二位有效数字）

分析 ①验证牛顿第二定律实验前要平衡摩擦力，把木板一端垫高，使小车在木板上做匀速直线运动．
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B点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．

解答 解：①为消除摩擦力的影响，实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下钩码，把木块不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹间距均匀，则小车做匀速直线运动，完成平衡摩擦力；
②打点计时器打下两点之间的时间间隔是0.02s，每两个计数点之间还有4个点末画出，相邻计数点间的时间间隔为：T=0.02s×5=0.1s，
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则$\overline{v}$=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.03+0.07}{0.2}=0.50m/s$，
根据△x=aT2得：$a=\frac{0.04}{0.01}=4.0m/{s}^{2}$．
故答案为：①间距均匀；②0.50；③4.0

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．

练习册系列答案
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