Question

12．某同學利用教材提供的方案進行“探究加速度與力、質量的關系”實驗，如圖1是該同學正要接通電源進行實驗時的裝置情況．

（1）該安裝存在多處明顯不當，請逐一指出如何改正這些不當之處：
（a）調節(jié)滑輪高度，使牽引小車的細線與小車前進方向一致；
（b）電磁打點計時器的電源應為低壓交流電源（不超過6V）；
（c）應將打點計時器固定在板上遠離滑輪的一端，并使小車釋放前位于靠近打點計時器的位置；
（2）該同學調整好裝置后重新實驗，電源頻率f=50Hz，在其中一條紙帶的點中，選出零點，每隔4個點取1個計數(shù)點，因保存不當，紙帶被污染，如圖2所示，A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點，僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離：S_A=16.6mm、S_B=126.5mm、S_D=624.5mm．若無法再做實驗，可由以上信息推知：
（a）用于計算相鄰兩計數(shù)點的時間間隔的表達式t=$\frac{5}{f}$；
（b）用于計算打C點時物體速度大小的表達式v=$\frac{{s}_{D}-{s}_{B}}{10}$f；
（c）用于計算物體加速度大小的表達式a==$\frac{{s}_{D}+2{s}_{A}-3{s}_{B}}{75}$f²．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的公式，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度

解答 解：（1）（a）調節(jié)滑輪高度，使牽引小車的細線與小車前進方向一致，那么小車的合力就近似等于繩子的拉力．
（b）電磁打點計時器的電源應為低壓交流電源（不超過6V）
（c）應將打點計時器固定在板上遠離滑輪的一端，并使小車釋放前位于靠近打點計時器的位置，以便于能在紙帶上打出更多的點．
（2）（a）每隔4個點取1個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔表達式t=$\frac{5}{f}$
（b）利用勻變速直線運動的推論得：
用于計算打C點時物體速度大小的表達式v=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}$=$\frac{{s}_{D}-{s}_{B}}{10}$f；
（c）根據(jù)運動學公式得：△x=at²，
用于計算物體加速度大小的表達式a=$\frac{{s}_{D}+2{s}_{A}-3{s}_{B}}{75}$f²；
故答案為：（1）（a）調節(jié)滑輪高度，使牽引小車的細線與小車前進方向一致
（b）電磁打點計時器的電源應為低壓交流電源（不超過6V）
（c）應將打點計時器固定在板上遠離滑輪的一端，并使小車釋放前位于靠近打點計時器的位置
（2）（a）$\frac{5}{f}$；（b）$\frac{{s}_{D}-{s}_{B}}{10}$f； （c）=$\frac{{s}_{D}+2{s}_{A}-3{s}_{B}}{75}$f²．

點評 本題考查了“探究加速度與力、質量的關系”實驗，要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．