Question

【題目】某同學在實驗室用如圖所示的裝置來研究牛頓第二定律和有關做功的問題。

（1）實驗中，為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用頻率為50Hz的(填“電磁”或“電火花”)________打點計時器，同時需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下，小車拖動紙帶能夠做______運動。

（2）在______條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制_______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關系。

（3）在此實驗中，此同學先接通計時器的電源，再放開紙帶，如圖是在m=100g，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數(shù)點，相鄰的計數(shù)點之間有四個點沒有標出，有關數(shù)據(jù)hA、hB、hC如圖所示，則小車的加速度為a= ________m/s2，打B點時小車的速度為VB=________ m/s。（保留2位有效數(shù)字）

（4）在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應滿足_______關系式（用上題的符號表示，不要求計數(shù)結果）。

Answer 1

【答案】電火花 勻速（直線）運動 M遠大于m 小車的質(zhì)量M 0.95 1.0

【解析】

（1）[1][2]．兩種計時器比較，打點計時器的限位孔對紙帶的摩擦力比較大，所以要選擇電火花計時器；要平衡摩擦力，需要將長木板的右端墊高，在沒有沙桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動即可；

（2）[3][4]．根據(jù)實驗誤差的來源，在 M＞＞m條件下，可以認為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；根據(jù)控制變量法的要求，在控制小車的質(zhì)量M不變的情況下，可以探究加速度與合力的關系．

（3）[5][6]．由題意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，計數(shù)點之間時間間隔為T=0.1s．根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得小車加速度為

根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：

（4）[7]．在此實驗中，如果忽略摩擦阻力和斜面傾角的影響，要驗證沙和沙桶以及小車的系統(tǒng)機械能守恒，實驗數(shù)據(jù)應滿足關系式.