Question

18．在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，某同学将实验器材组装后，如图所示为释放小车前瞬间的情景．（甲图为实际拍摄图，乙图为相应的简图）
（1）在接通电源进行实验之前，请你指出图中的错误或不妥之处（写出两处即可）：打点计时器没有用交流电源，小车应靠近打点计时器．

（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．图丙是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度a为0.40m/s²，当打点计时器打下C点时，小车的速度v_C为0.21m/s（结果取两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）电磁打点计时器是利用4～6v的交流电源，电火花计时器是利用220v交流电源；释放前小车应紧靠打点计时器；实验前要首先平衡摩擦力．
（2）利用逐差法根据△x=aT²可求物体的加速度，利用匀变速直线运动的中点时刻的瞬时速度等于平均速度求C点的速度．

解答 解：（1）该实验中电磁打点计时器是利用4～6v的交流电源，电火花计时器是利用220v交流电源；为了尽可能的利用纸带在释放前小车应紧靠打点计时器；在本实验中我们认为绳子的拉力等于物体所受的合外力，故在实验前要首先平衡摩擦力．
（2）由图可以读出A点的位置是3.00cm，B点的位置是4.40cm，C点的位置是6.25cm，D点的位置是8.50cm，E点的位置是11.10cm
根据△x=aT²可得：
$\overline{a}=\frac{（\overline{CD}-\overline{AB}）+（\overline{DE}-\overline{BC}）}{4{T}^{2}}=\frac{\overline{CE}-\overline{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（11.1-6.25）-（6.25-3.00）}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.40m/s²
C点的瞬时速度等于BD之间的平均速度，即：${v}_{C}=\overline{{v}_{BD}}=\frac{\overline{BD}}{2T}=\frac{8.50-4.40}{2×0.1}×1{0}^{-2}=0.21$m/s
故答案为：（1）打点计时器没有用交流电源（答成“用直流电源”也可以）；小车应靠近打点计时器（答成“小车离计时器太远”也可以）；没有平衡摩擦力．（写出两处即可）
（2）0.40（0.38～0.42）；0.21（ 0.20～0.21）．

点评 该题考查匀变速直线运动的加速度与瞬时速度的计算方法，把握实验原理才能准确的把握实验的操作步骤，才能准确的选择和操作实验器材．