Question

20．小明用电源频率为50Hz的电磁打点计时器做“探究质量一定时，加速度与合力的关系”实验．

（1）在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连．要使小车做匀速直线运动，垫木应向左移动．
（2）打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为16.20cm．
（3）打AC两点过程中，小车的平均加速度大小为0.50m/s²．（保留小数点后两位数字）

Answer 1

分析 （1）根据纸带上所打点之间距离的变化可知，小车做减速运动，因此需要增大木板的倾角，垫木应向左移动；
（2）根据刻度尺的指示可知AC之间的距离，刻度尺读数注意需要进行估读；
（3）根据匀变速直线运动的推论△x=aT²可求出打AC两点过程中，小车的平均加速度大小．

解答 解：（1）由打出的纸带可以看出，小车的速度越来越小，小车做减速运动，则重力沿斜面的分量小于摩擦力，所以要增大倾角，则垫木应向左移动；
（2）由图读出A、C两点的距离为：16.20cm，由于需要估读因此在范围16.19-16.21cm都正确；
（3）AB，BC之间的时间间隔为：T=0.2s
根据匀变速运动推论△x=aT²有：
$a=\frac{{x}_{BC}-{x}_{AB}}{{T}^{2}}=\frac{（7.10-9.10）×1{0}^{-2}m}{（0.2s）^{2}}=-0.50m/{s}^{2}$
负号表示小车做减速运动，由此刻度尺的读数需要估读因此在范围0.49～0.51m/s²内均正确．
故答案为：（1）左；  
（2）16.20（16.19-16.21）；
（3）0.50（0.49～0.51）；

点评 对该实验要明确实验原理，在此基础上对器材的选择，误差分析，注意事项等问题进行分析会起到事半功倍的效果，同时注意匀变速直线运动规律在物理实验中的应用．