(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,如图1为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有

◎ 题目

(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,如图1为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=______m/s,小车的加速度大小a=______m/s2.(保留两位有效数字)
(2)如图2所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是①______②______③______④______.
(3)在验证牛顿第二定律的实验中,得到了如下一组实验数据,并在图3所示坐标中已画出a-F图线.:
F/N0.1960.2940.3920.4900.588
a/m?s-20.250.380.901.201.53
①从图中可以发现实验操作中的问题是______.
②从图线中求出系统的质量是______.(保留两位有效数字)

◎ 答案

(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小:
v4=
x35
2T
=
(14.55-6.45)×10-2
2×0.1
≈0.41m/s,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
a=
(19.70-2×6.45)×10-2
9×0.12
≈0.76m/s2
(2)安装仪器时我们需要注意:①平衡摩擦力,将木板一端垫高;②细线与木板平行,保证拉力在小车前进的方向上;③打点计时器需要用交流电源;④释放小车时应让小车从靠近计时器处释放,在纸带上打上尽量多的点;
故错误之处有:①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行;
(3)①F轴有截距说明当拉力达到一定值后小车才开始有加速度,即没有平衡摩擦力;
②根据牛顿第二定律:F=ma,结合数学知识知F-a图象的斜率表示系统的质量,故m=
△F
△a
=
0.490-0.1
1.20-0
=0.40kg;
故答案为:(1)0.41; 0.76; (2):①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行;
(3)①没有平衡摩擦力;②0.40.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,如图1为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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