Question

【题目】如图所示，小车、打点计时器等器材置于高度可调节的长木板上．

（1）在验证牛顿第二定律的实验中，除打点计时器（附纸带，复写纸）、小车（其上可放置砝码）、细线、钩码（质量已知）、附滑轮的长木板、导线外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有____________．（填写序号）

①电压合适的50Hz交流电源 ②电压可调节的直流电源 ③刻度尺 ④秒表 ⑤天平

（2）在验证牛顿第二定律的实验中，若平衡摩擦力时，长木板的一端调节过高，使得倾角偏大，则所得到的a﹣F关系图象为图2中的_____．（a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力）

（3）实验中得到如图3的一条纸带，在纸带上便于测量的地方选取第1个计数点，其下表面A，第6个计数点下标明B，第11个计数点下标明C，第16个计数点下标明D，第21个计数点下表面E．若测得AC长为14.56cm，CD长11.15cm，DE长为13.73cm，则小车运动的加速度大小为_____m/s2，打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】 （1）①③⑤； （2）C （3）0.986m/s； 2.58m/s2

【解析】（1）实验中通过打点计时器找出物体运动的位移和时间，通过对纸带的处理得出加速度；故实验中需要用小车、打点计时器、纸带、砝码、小桶、绳子、导线；用天平测量物体的质量，刻度尺测量长度；电源应采用50Hz交流电流，打点计时器本身可以记录时间，所以不需要秒表，故需要①③⑤；

（2）若平衡摩擦力时，长木板的一端调节过高，使得倾角偏大，小车的重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，则在加钩码前，小车能有加速度，所以则所得到图象纵坐标的截距不为0，则图的a﹣F关系图象为C．

（3）物体做匀变速度直线运动，根据运动规律有，平均速度等于中间时刻的瞬时速度．所以C点的速度等于AE距离的平均速度．所以有：

在计算加速度时，为得到的实验数据更准确，应该采用逐差法：

，

由逐差法可得加速度为：