Question

18．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：
（1）为探究加速度与力F的关系，应保持小车的质量不变，实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高，这样做是为了平衡摩擦力．
（2）某同学在实验中得到一条纸带（如图），图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中给出的数据计算在打下B点时小车的速度ν_B=0.0815m/s和小车在此过程中的加速度a=0.195m/s²．（两问中的计算结果均要求取三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力、质量的关系，要采取控制变量法，实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高，目的是平衡摩擦力，使重力的分力与摩擦力平衡．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，去求B点的速度．根据△x=aT²去求加速度．

解答 解：（1）在探究物体的加速度与力的关系时，应保持小车的质量不变．因为存在摩擦，实验时将长木板在小车运动的起始端适当垫高，使重力的分力等于摩擦力，从而平衡摩擦力．
（2）根据平均速度等于这段中时刻的瞬时速度，则有：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{1.63×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.0815m/s．
利用逐差法求加速度a，a=$\frac{{x}_{CD}+{x}_{DE}-{x}_{AB}-{x}_{BC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.78×1{0}^{-2}}{4×0．{1}^{2}}$m/s²=0.195m/s²．
故答案为：（1）小车的质量，平衡摩擦力；（2）0.0815m/s，0.195m/s²．

点评 解决本题的关键掌握求瞬时速度的方法，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．以及会用逐差法求加速度．