Question

2．為了探究小車的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，采用如圖（甲）的實(shí)驗(yàn)裝置，交流電頻率為50Hz．
（1）圖（乙）是小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，旁邊附著一把毫米刻度尺．他在紙帶上選取了A、B、C、D、E、F、G等計數(shù)點(diǎn)，毎相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出．則打下F點(diǎn)時小車的速度為0.24m/s，小車的加速度為0.40m/s²．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）用F表示細(xì)線對小牟的拉力，a表示小車的加速度．保持小車質(zhì)量不變，改變小桶內(nèi)砂的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)得到如下的5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

F/N	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
a/m•s-2	0.64	0.96	1.29	1.57	1.93

①請你在圖丙所示的坐標(biāo)系中畫出a-F圖象；
②根據(jù)圖象，分析實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題可能是C
A．沒有平衡摩擦力
B．平衡摩擦力時木板傾角過小
C．平衡摩擦力時木板傾角過大
D．小車質(zhì)量太大
E．小桶和砂的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出E點(diǎn)的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差，運(yùn)用逐差法求出小車的加速度．
（2）根據(jù)描點(diǎn)法作出a-F圖線，圖線中外力F為零時，加速度不為零，可知平衡摩擦力過度．

解答 解：（1）每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出，則T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度得：
v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}=\frac{0.0960-0.0480}{0.2}=0.24m/s$
設(shè)兩個計數(shù)點(diǎn)之間的位移分別為：s₁、s₂、s₃、s₄、s₅、s₆，由圖可知：s₁=0.006m；s₂=0.01m；s₃=0.015m；s₄=0.018m；s₅=0.022m；s₆=0.026m；
根據(jù)作差法得：
a=$\frac{{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{9{T}^{2}}$=0.40m/s²．
（2）①根據(jù)描點(diǎn)法作出a-F圖線，如圖所示：

②圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，且F為零時，加速度不為零．可知平衡摩擦力過度，即平衡摩擦力時木板傾角過大，故C正確．
故選：C
故答案為：（1）0.24，0.40；（2）①如圖所示；②C

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵：1、掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．2、會通過a-F圖線判斷實(shí)驗(yàn)中存在的問題．