Question

19．用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律（交流电频率为50Hz）：

（一）如图乙所示是某同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上．
根据图乙可知，打下E点时小车的速度为0.20m/s．小车的加速度为0.40m/s²．（计算结果均保留两位有效数字）
（二）另一同学在该实验中得到如下一组实验数据（表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度）：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m•s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

（1）请在图丙所示的坐标系中画出a-F图线；
（2）根据图表分析，实验操作中存在的问题可能是AB（填字母序号）
A、没有平衡摩擦力
B、平衡摩擦力时木板倾角过小
C、平衡摩擦力时木板倾角过大
D、小车质量太大
E、砂桶和砂的质量太大．

Answer 1

分析 1、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E点时小车的瞬时速度大小．
2、根据所画图象的特点，明确两坐标轴的含义，可正确解答．

解答 解：（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
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得：
v_E=$\frac{{X}_{DF}}{{t}_{DF}}$=$\frac{0.0700m-0.0300m}{0.2s}$=0.20m/s
设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
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，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{{{X}_{DG}-X}_{AD}}{{9T}^{2}}$=$\frac{0.0960-0.0300-0.0300}{9{×（0.1）}^{2}}$m/s²=0.40m/s²
（二）（1）根据给出的数据采用描点法得出图象如图所示；

（2）由该图象可知，开始有外力F时，即F不等于零时，物体的加速度仍为零，因此该实验操作中可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够，故A、B正确，C、D、E错误．
故选：AB．
故答案为：（一）（1）0.20.0.40．；（二）（1）如图所示；（2）AB

点评 1、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．
2、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．