Question

16．探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示：
①若要探究小车的加速度与合力的关系，应保持小车质量不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a．
②把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距相等，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡．
③实验过程中，下列做法正确的是AD
A．先接通电源，再使纸带运动        B．先使纸带运动，再接通电源
C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处  D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
④实验中使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示．则C点的速度v_C=1.07m/s，纸带的加速度a=3.10m/s²．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 探究加速度与力、质量的关系应用控制变量法，根据实验目的确定需要控制的变量；当小车做匀速直线运动，纸带上的点间隔相等时，恰好平衡摩擦力；放开小车前，小车要靠近打点计时器，要先接通电源，然后再放开小车；根据匀变速运动的推论求出小车的瞬时速度与加速度．

解答 解：①若要探究小车的加速度与合力的关系，应保持小车质量不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a．
②把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距相等，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡．
③实验过程中，放开小车前，小车要靠近打点计时器，要先接通电源，然后再放开小车故AD正确，选AD．
④计数点间的时间间隔为：t=0.02s×5=0.1s，
C点的速度v_C=$\frac{AE}{4t}$=$\frac{0.1520+0.2760}{4×0.1}$=1.07m/s，
纸带的加速度a=$\frac{CE-AC}{（2t）^{2}}$=$\frac{0.2760-0.1520}{4×0．{1}^{2}}$=3.10m/s²．
故答案为：①小车质量；②相等；③AD；④1.07；3.10．

点评 本题考查了实验注意事项、求瞬时速度与加速度问题，掌握基础知识、应用匀变速运动的推论即可正确解题．