Question

17．如圖所示，學(xué)校實(shí)驗(yàn)小組在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，所用交變電流的頻率為50Hz，在小車和細(xì)線之間安防了一個(gè)力電傳感器（圖中未畫(huà)出），通過(guò)電傳感器可以測(cè)出細(xì)線對(duì)小車的拉力的大小，則：
（1）在該實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法中正確的是A．
A．實(shí)驗(yàn)中需要用到控制變量法
B．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放小車后，再給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電
C．由于采用了了、電傳感器，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)可不必平衡摩擦力
D．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中必須滿足砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）如圖乙所示，為某小組在做實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩組相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.01s，其中T=0.10s，其中s₁=7.05cm，s₂=7.68cm、s₃=8.33cm、s₄=8.95cm、s₅=9.61cm，s₆=10.26cm．那么，打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度的大小為0.864m/s，小車加速度的大小為0.640m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
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)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3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）A、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，運(yùn)用的控制變量法，故A正確；
B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，故B錯(cuò)誤；
C、即使有電傳感器，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)仍要必平衡摩擦力，使得拉小車的力，即為小車的合力，故C錯(cuò)誤；
D、為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中必須滿足砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣才能使得砂和桶的總重力接近小車的合力，故D錯(cuò)誤；
故選：A；
（2）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3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
v₃=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}}{2T}$=$\frac{8.33+8.95}{2×0.1}×1{0}^{-2}$=0.864m/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，
得：s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
 s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{（{s}_{6}+{s}_{5}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}）}{9{T}^{2}}$
代入題目告訴的已知條件，解得a=0.64m/s²，負(fù)號(hào)表示運(yùn)動(dòng)方向與加速度方向相反．
故答案為：（1）A；（2）0.864，0.64．

點(diǎn)評(píng) 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．