Question

20．某學習小組的同學探究小車質量不變時其加速度與力的關系，在實驗室設計了一套如圖甲所示的裝置．圖中A為小車，B為打點計時器，C為力傳感器，P為小桶（內有沙子），M是一端帶有定滑輪的足夠長水平放置的木板．

（1）要順利完成該實驗，除圖中實驗器材和低壓交流電源（含導線）外，還需要的實驗器材有毫米刻度尺．
（2）已知交流電源的頻率為50Hz．某次實驗得到的紙帶如圖乙所示，圖中相鄰計數數點之間還有4個點未畫出．則打點計時器打D點時，紙帶的速度大小v=0.66m/s，由該紙帶可求得小車的加速度大小a=0.80m/s²．

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的實驗器材．
（2）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小，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�。�結合速度時間公式求出D點的速度．

解答 解：（1）根據實驗所要進行的測量可知，本實驗中除實驗儀器和低壓交流電源（含導線）外，還需要毫米刻度尺；
（2）C點的瞬時速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（5.40+6.20）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.58m/s，因為連續(xù)相等時間內的位移之差△x=0.80cm，根據△x=aT²得，a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.8×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=0.80m/{s}^{2}$，則D點的速度v=v_C+aT=0.58+0.8×0.1m/s=0.66m/s．
故答案為：（1）毫米刻度尺，（2）0.66，0.80．

點評 解決本題的關鍵掌握實驗的原理，以及掌握紙帶的處理方法，會根據紙帶求解瞬時速度和加速度．