Question

4．某同学利用图甲所示装置，在水桶（含沙）的总质量远小球小车的质量的条件下，通过改变小车的质量，探究小车加速度与其质量的关系．

（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用电火花计时器（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），同时需将长木板的右端垫高，在没有（填“有”或“没有”）水桶拖动的情况下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过计时器的纸带做匀速直线运动．
（2）某次实验打出的纸带如图乙所示，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，每相邻两个计数点之间还有一个点未标出，A、B、C到O点的距离在图中已标出，所用交变电流的频率为f，则测得小车运动的加速度大小a=$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$．

Answer 1

分析 （1）电磁打点计时器的摩擦阻力大于电火花打点计时器．在没有沙桶拖动下，小车和纸带能做匀速直线运动时，摩擦力得到平衡．
（2）根据匀变速直线运动的推论△x=aT²求解加速度．

解答 解：（1）电火花计时器摩擦小，误差小；平衡摩擦力时，需要将长木板的右端垫高，在没有水桶拖动下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做匀速直线运动即可；
（2）相邻的计数点之间有一个点没有标出，则t=2T=$2•\frac{1}{f}$，
根据匀变速直线运动的推论△x=at²得：a=$\frac{{s}_{3}^{\;}-{s}_{2}^{\;}-（{s}_{2}^{\;}-{s}_{1}^{\;}）}{（2T）_{\;}^{2}}$=$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$
故答案为：（1）电火花计时器        没有      （2）$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$

点评 解决实验问题的关键是明确实验原理，同时熟练应用基本物理规律解决实验问题，要明白公式的△x=aT²的推导和应用，知道为什么沙和沙桶的总质量远小于小车的质量时沙和沙桶的重力可以认为等于小车的拉力，对于基本知识规律不但明白是什么还要知道为什么．