Question

19．如圖1所示，小車、打點計時器等器材置于高度可調(diào)節(jié)的長木板上．

（1）在驗證牛頓第二定律的實驗中，除打點計時器（附紙帶、復(fù)寫紙）、小車（其上可放置砝碼）、細線、鉤碼（質(zhì)量已知）、附滑輪的長木板、導線外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有①③⑤．（填寫序號）
①電壓合適的50Hz交流電源
②電壓可調(diào)的直流電源
③刻度尺    ④秒表    ⑤天平
實驗時通過改變鉤碼個數(shù)，可驗證質(zhì)量一定時，加速度與力成正比的關(guān)系；通過添加砝碼，可驗證力一定時，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系．
（2）在驗證牛頓第二定律的實驗中，若平衡摩擦力時，長木板的一端調(diào)節(jié)過高，使得傾角偏大，則所得到的a-F關(guān)系圖象為C．（a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）

（3）實驗中得到一條紙帶（圖3），在紙帶上便于測量的地方選取第1個計數(shù)點，其下標明A，第6個計數(shù)點下標明B，第11個計數(shù)點下標明C，第16個計數(shù)點下標明D，第21個計數(shù)點下標明E．若測得AC長為14.56cm，CD長11.15cm，DE長為13.73cm，則小車運動的加速度大小為2.58m/s²，打C點時小車的瞬時速度大小為0.986m/s．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材．采用控制變量法驗證牛頓第二定律．
（2）當傾角過大時，F(xiàn)等于零，加速度a不等于零．
（3）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度，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B點的速度，結(jié)合速度時間公式求出C點的速度．

解答 解：（1）打點計時器使用50Hz的交流電源，打點計時器可以記錄時間，所以不需要秒表．該實驗需要天平測量質(zhì)量，需要用刻度尺測量紙帶上點跡的距離，從而求出加速度．故選：①③⑤．
實驗時可以改變鉤碼的個數(shù)，可驗證質(zhì)量一定時，加速度與力成正比的關(guān)系；通過添加砝碼，可驗證力一定時，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系．
（2）若平衡摩擦力時，長木板的一端調(diào)節(jié)過高，使得傾角偏大，則F等于零時，加速度a不等于零，即縱軸有截距，故選：C．
（3）根據(jù)△x=aT²得，加速度a=$\frac{{x}_{DE}-{x}_{CD}}{{T}^{2}}=\frac{（13.73-11.15）×1{0}^{-2}}{0.01}$=2.58m/s²．
B點的瞬時速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1456}{0.2}m/s$=0.728m/s，則C點的速度v_C=v_B+aT=0.728+2.58×0.1=0.986m/s．
故答案為：（1）①③⑤；鉤碼個數(shù)；添加砝碼
（2）C
（3）2.58；0.986

點評 對于實驗題要注意實驗的原理的把握，根據(jù)原理即可分析實驗的過程、儀器而數(shù)據(jù)分析；要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．