Question

14．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示．

（1）打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁式打点计时器和电火花计时器，使用的都是交流电（填“直流电”或“交流电”），它们是每隔0.02s打一个点．
（2）某同学在实验中．打出的一条纸带如图2所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中s₁=7.06cm、s₂=7.68cm、s₃=8.30cm、s₄=8.92cm，那么打b点的瞬时速度大小是0.74m/s；纸带加速度的大小是0.62m/s²（计算结果保留两位有效数字）．
（3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力．但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大．用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力．他绘出的a-F关系图象是C

Answer 1

分析 （1）打点计时器是使用交流电源的计时仪器，打点的时间间隔等于交流电的周期．
（2）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度；
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值，△x=at²，据此求出纸带的加速度．
（3）实验时要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于线的拉力，a-F图象不过原点，在F轴上有截距；平衡摩擦力时如果木板垫得过高，过平衡摩擦力，在小车受到的合力大于线的拉力，a-F图象不过原点，在a轴上有截距．

解答 解：（1）常用的电磁式打点计时器和电火花计时器，使用的都是交流电；
电源频率是50Hz，它们每隔T=$\frac{1}{f}$=$\frac{1}{50}$s=0.02s打一次点．
（2）相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，则计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s；
打b点时的瞬时速度v_b=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2t}$=$\frac{0.0706+0.0768}{2×0.1}$≈0.74m/s；
纸带的加速度a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}+{s}_{4}-{s}_{2}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.083-0.0706+0.0892-0.0768}{4×0．{1}^{2}}$≈0.62m/s²．
（3）平衡摩擦力时把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大，在不挂砝码盘时，
小车受到的合力不为零，小车已经有加速度，a-F图象不过原点，在a轴上有截距，绘出的a-F图象是C．
故答案为：（1）交流电，0.02s；（2）0.74；0.62；（3）平衡摩擦力，C．

点评 打点计时器是常用的计时仪器，它使用交流电，打点时间间隔等于交流电的周期．