Question

13．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車(chē)的加速度a與小車(chē)所受拉力F關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖．

（1）他想用鉤碼的重力表示小車(chē)受到的合外力，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為下列說(shuō)法中正確的是AC．
A．實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力                
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要平衡摩擦力
C．鉤碼的重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的總重力    
D．實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)應(yīng)先釋放小車(chē)再接通電源
（2）如圖乙所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，L₁=1.00cm，L₂=3.50cm，L₃=7.50cm，L₄=13.00cm．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，則打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為v_B=0.175m/s，小車(chē)的加速度a=1.5m/s²．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)裝置于驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置相同，為了讓砝碼的重力更加接近為小車(chē)的合外力，本實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力和讓砝碼重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)重力．
（2）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B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們知道，為了讓砝碼的重力更加接近為小車(chē)的合外力，本實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力和讓砝碼重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)重力，實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源后釋放小車(chē)，故BD錯(cuò)誤，AC正確．
故選：AC．
（2）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為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，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�
v_B=$\frac{{L}_{2}^{\;}}{2T}$=$\frac{3.50cm}{2×0.1s}$=$\frac{0.035}{0.2}m/s$=0.175m/s
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
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：
x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值，得：
a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=$\frac{（{L}_{4}^{\;}-{L}_{2}^{\;}）-{L}_{2}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{13.00cm-3.50cm-3.50cm}{4×（0.1s）_{\;}^{2}}$═$\frac{0.13-0.035-0.035}{4×0．{1}_{\;}^{2}}m/{s}_{\;}^{2}$=1.5$m/{s}_{\;}^{2}$
故答案為：（1）AC；（2）0.175，1.5

點(diǎn)評(píng) 正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測(cè)數(shù)據(jù)等，會(huì)起到事半功倍的效果．