Question

【題目】某同學(xué)在實驗室用如圖所示的裝置來研究牛頓第二定律和有關(guān)做功的問題。

（1）實驗中，為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用頻率為50Hz的(填“電磁”或“電火花”)________打點計時器，同時需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下，小車拖動紙帶能夠做______運動。

（2）在______條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制_______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系。

（3）在此實驗中，此同學(xué)先接通計時器的電源，再放開紙帶，如圖是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)hA、hB、hC如圖所示，則小車的加速度為a= ________m/s2，打B點時小車的速度為VB=________ m/s。（保留2位有效數(shù)字）

（4）在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)滿足_______關(guān)系式（用上題的符號表示，不要求計數(shù)結(jié)果）。

Answer 1

【答案】電火花 勻速（直線）運動 M遠大于m 小車的質(zhì)量M 0.95 1.0

【解析】

（1）[1][2]．兩種計時器比較，打點計時器的限位孔對紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計時器；要平衡摩擦力，需要將長木板的右端墊高，在沒有沙桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動即可；

（2）[3][4]．根據(jù)實驗誤差的來源，在 M＞＞m條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，在控制小車的質(zhì)量M不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．

（3）[5][6]．由題意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計數(shù)點之間時間間隔為T=0.1s．根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得小車加速度為

根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：

（4）[7]．在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應(yīng)滿足關(guān)系式.