1.(1)某同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中打出了一条纸带如图1所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。则小车在计数点1的速度v1=_____________ m/s,该小车的加速度a=____________ m/s2。( 结果保留三位有效数字)
(2)如图2为该同学使用的装置,为了减小实验误差,该同学进行了平衡摩擦力的操作:取下重物,把小车不带滑轮的一端垫高,_______________(选填“释放”或“轻推”)小车,不断调整木板的倾角,直到小车能在木板上做_______________运动为止。
【解析】(1)由于每5个点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间T=0.1 s,设0到1之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解小车在计数点1的速度,得:
v1== m/s=0.360 m/s,根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2,用逐差法可以求出加速度的大小:a= =1.58 m/s2。
(2)平衡摩擦力时轻推小车,若小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡。取下重物,把小车不带滑轮的一端垫高,轻推小车,不断调整木板的倾角,直到小车能在木板上做匀速直线运动为止。
答案:(1)0.360 1.58 (2)轻推 匀速直线
2.某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50 Hz,常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器,使用的都是____________(选填“直流电”或“交流电”)。
(2)(多选)下列说法中正确的是____________。
A.图甲中细线应保持与木板表面平行
B.每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力
C.用盘和重物的总重力作为细线的拉力,对实验结果会产生误差
D.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板的左端适当垫高
(3)某同学在实验中,打出的一条纸带如图乙所示,他选择了几个计时点A、B、C、D、E作为计数点,且相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中x1=7.06 cm、x2=7.68 cm、x3=8.30 cm、x4=8.92 cm,那么打B点的瞬时速度大小是________ m/s;纸带加速度的大小是____________ m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
【解析】(1)打点计时器使用的是交流电。
(2)细线必须与板面平行,否则小车受力情况复杂,故选项A正确;实验过程中,只需平衡一次摩擦力,改变小车质量时,不必重新平衡摩擦力,选项B错误;设盘和重物的质量为m,小车的质量为M,只有当m?M时,细线的拉力T≈mg,实际情况T略小于mg,所以mg代替拉力是有误差的,故选项C正确;只能减小摩擦力对实验的影响,但不能消除,故选项D错误。
(3)由运动学公式和逐差相等来求小车的瞬时速度和加速度,因为相邻两个计数点间有四个点未画出,所以相邻两个计数点间时间为T=0.1 s,vB= ==
m/s=0.74 m/s,a==
m/s2=0.62 m/s2
答案:(1)交流电 (2)A、C (3)0.74 0.62
