Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用鉤碼所受重力作為小車(chē)所受的拉力，用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))測(cè)小車(chē)的加速度．通過(guò)改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線(xiàn)，如圖(b)所示．

圖(a)　　　　　　　　 圖(b)

(1)圖線(xiàn)________是在軌道水平的情況下得到的(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)

(2)小車(chē)和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為______kg，小車(chē)在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為______N.

(3)某同學(xué)用小車(chē)做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái))，如圖所示，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz.

該小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2，與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v＝______m/s(答案均要求保留3位有效數(shù)字)．

Answer 1

【答案】Ⅱ 1kg 1N 1.93m/s2 1.19

【解析】

試題（1）游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為52mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為7×0.05mm=0.35mm，所以測(cè)量值為52.35mm；螺旋測(cè)微器主軸讀數(shù)為1.5mm，螺旋讀數(shù)為49.0×0.01mm，所以測(cè)量值為1.5+0.490mm=1.990mm；

（2）①軌道水平時(shí)，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受摩擦力的作用，故當(dāng)拉力較小時(shí)，小車(chē)不動(dòng)，加速度為零，即圖像應(yīng)與F軸正半軸相交，所以是圖像Ⅱ；②根據(jù)牛頓第二定律知，a-F圖像的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可得小車(chē)和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為1kg；當(dāng)拉力F等于1N時(shí)小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故小車(chē)在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為1N；（3）根據(jù)逐差法，其中T=0.01s，代入數(shù)據(jù)可得加速度a=1.93 m/s2；根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，解得v=1.19 m/s