Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中，某同學使用了如圖所示的裝置，電火花打點計時器使用的交流電頻率為50Hz．

（1）電火花打點計時器的工作電壓為

 

，相鄰兩個計時點的時間間隔為

 

．
（2）該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關系，應該保持

 

不變；若該同學要探究加速度a和拉力F關系，應該保持

 

不變；
（3）該同學得到一條紙帶，在紙帶上取連續(xù)的六個點，如圖所示，自A點起，相鄰兩點的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，則打E點時小車速度為

 

m/s，小車的加速度為

 

m/s²（計算結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）打點計時器使用的是交流電源，頻率為50Hz，每隔0.02s打一個點．
（2）探究力、質(zhì)量與加速度三個物理量之間的定量關系，必須先控制一個量不變，這樣的方法在物理學中稱為控制變量法．
（3）根據(jù)某段時間內(nèi)平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出E點的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，即△x=aT²求出小車的加速度大�。�

解答：解：（1）打點計時器使用的是交流電源，電火花使用220V交流電源，周期和頻率互為倒數(shù)，頻率為50Hz，每隔0.02s打一個點．
（2）為了探究力、質(zhì)量與加速度三個物理量之間的定量關系，可以保持拉力F一定的情況下，探究物體的加速度與質(zhì)量M的關系，
保持質(zhì)量M一定的情況下，探究物體的加速度與力的關系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量之間的關系．這樣的物理方法稱為控制變量法．
（3）根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得：vE=

xDF

2T

=

0.016+0.018

0.04

=0.85m/s2
根據(jù)題目中數(shù)據(jù)可知，相鄰的相等時間內(nèi)的位移之差是一個定值，即△x=0.012-0.010=0.014-0.012=0.016-0.014=0.018-0.016=0.002m
則加速度a=

△x

T2

=

0.002

0.022

=5.0m/s2
故答案為：（1）220V；0.02s；（2）拉力F；質(zhì)量M；（3）0.85；5.0

點評：本題考查了打點計時器的應用以及根據(jù)紙帶求物體運動的速度、加速度等問題，要熟練掌握從紙帶上獲取小車速度、加速度的方法．