Question

2．用如图1所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．
实验时保持小车质量0.4kg不变，用小车和绳子之间的力传感器测出绳子对小车的拉力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

（1）实验时滑轮右边的绳子与长木板平行，钩码质量可以等于（选填“可以等于”或者“应该远小于”）小车的质量．
（2）图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图2所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，用逐差法测此实验中小车运动中受到的合力F=0.40N．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）本实验中对小车的拉力可以用拉力传感器测出，不需要钩码的质量远远小于小车的质量；
（2）根据作差法求出加速度，再根据牛顿第二定律求出合力．

解答 解：（1）为了使绳子的拉力等于小车受到的合外力，则实验时滑轮右边的绳子应该与长木板平行，本实验中对小车的拉力可以用拉力传感器测出，不需要钩码的质量远远小于小车的质量，所以钩码质量可以等于小车的质量．
（2）相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，则：T=0.1s，
根据作差法得：
a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{（0.2160-0.0879）-0.0879}{4×0．{1}^{2}}$=1.005m/s²，
根据牛顿第二定律得：F=ma=0.4×1.005=0.40N
故答案为：（1）可以等于；（2）0.40．

点评 对于实验问题一定要明确实验原理，本实验中，注意对小车的拉力可以用拉力传感器测出，不需要钩码的质量远远小于小车的质量，熟练应用所学基本规律解决实验问题．