Question

12．某同學(xué)做“探究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
（1）在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶．紙帶上A、B、C、D、E、F、G點(diǎn)的間距如圖甲所示，其中每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小為1.18m/s，紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.50m/s²；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上．掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)里小車(chē)的加速度．根據(jù)小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼的總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線應(yīng)是圖乙中的②．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)操作步驟可知，應(yīng)該將砝碼和砝碼盤(pán)的總重力作為整體受到的拉力，根據(jù)牛頓第二定律分析即可．

解答 解：（1）每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未畫(huà)），所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，
得：V_C=$\frac{{x}_{BD}}{{t}_{BD}}=\frac{0.11+0.1255}{0.2}$=1.18m/s 
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.14+0.155+0.1705-0.1255-0.11-0.095}{0.09}$=1.50m/s² ．
（2）每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，則小車(chē)和砝碼以及砝碼盤(pán)的總質(zhì)量不變，設(shè)砝碼盤(pán)的質(zhì)量為m₀，對(duì)整體，根據(jù)牛頓第二定律得：
a=$\frac{（m+{m}_{0}）g}{M+m+{m}_{0}}$，但是由于未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力，所以砝碼盤(pán)中沒(méi)有放砝碼時(shí)，小車(chē)也有加速度，則對(duì)應(yīng)的圖象應(yīng)為②．
故答案為：（1）1.18；1.50；（2）②．

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，第二問(wèn)要注意要加上砝碼盤(pán)的重力．