Question

20．如圖1所示為某實驗小組“探究物體的加速度與物體受力的關系”的實驗裝置圖．A為小車，質量為M，連接在小車后面的紙穿過電火花打點計時器B，它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，P的質量為m，C為彈簧測力計，實驗時改變P的質量m，讀出測力計不同讀數F，不計繩與滑輪的摩擦．

（1）電火花打點計時器工作電壓為交流（選填“交、直”）220V．
（2）為減少實驗誤差，下列說法正確的是AB
A．長木板的左端適當墊高以平衡摩擦力
B．實驗時應先接通電源后釋放小車
C．實驗中m應遠小于M
D．測力計的讀數始終為$\frac{mg}{2}$
（3）如圖2為某次實驗得到的紙帶，舍去前面比較密集的點，從0點開始每5個計時點取一個記數點，依照打點的先后順序編號為0、1、2、3、4、5、6，測得x₁=1.30cm，x₂=1.80cm，x₃=2.28cm，x₄=2.78cm，x₅=3.29，x₆=3.81cm，交流電的頻率為50Hz，物體的加速度大小0.50m/s²（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析 該實驗必須要平衡摩擦；由于該實驗的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運動，故不要求重物質量遠小于小車質量；由牛頓第二定律可求解測力計的讀數；
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）電火花打點計時器工作電壓為交流220V．
（2）A、減少摩擦力對實驗的影響，可以把木板左端適當墊高以平衡摩擦力，故A正確；
B、實驗時應先接通電源后釋放小車，能提高紙帶的利用率，減小實驗的誤差，故B正確；
C、由于該實驗的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運動，此拉力可由測力計示數獲得，不需要用重物的重力來代替，實驗不要求m遠小于M，故C錯誤；
D、由于重物向下加速度運動，由牛頓第二定律：mg-2F=ma，解得：F=$\frac{mg-ma}{2}$，故D錯誤；
故選：AB．
（2）從0點開始每5個計時點取一個記數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{（0.0278+0.0329+0.0381）-（0.013+0.018+0.0228）}{{（3×0.1）}^{2}}$=0.50m/s²
故答案為：
（1）交；220
（2）AB
（3）0.50

點評 本題第2問選項C為易錯選項，這個是課本參考實驗的改進版，用這種方法可以準確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個比課本參考方案更好的辦法，題目價值很高．要提高應用勻變速直線的規(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知識的理解與應用．