Question

4．某同學利用圖甲所示裝置，在水桶（含沙）的總質量遠小球小車的質量的條件下，通過改變小車的質量，探究小車加速度與其質量的關系．

（1）為了盡可能減少摩擦力的影響，計時器最好選用電火花計時器（填“電磁打點計時器”或“電火花計時器”），同時需將長木板的右端墊高，在沒有（填“有”或“沒有”）水桶拖動的情況下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過計時器的紙帶做勻速直線運動．
（2）某次實驗打出的紙帶如圖乙所示，O為起點，A、B、C為過程中的三個相鄰的計數點，每相鄰兩個計數點之間還有一個點未標出，A、B、C到O點的距離在圖中已標出，所用交變電流的頻率為f，則測得小車運動的加速度大小a=$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$．

Answer 1

分析 （1）電磁打點計時器的摩擦阻力大于電火花打點計時器．在沒有沙桶拖動下，小車和紙帶能做勻速直線運動時，摩擦力得到平衡．
（2）根據勻變速直線運動的推論△x=aT²求解加速度．

解答 解：（1）電火花計時器摩擦小，誤差小；平衡摩擦力時，需要將長木板的右端墊高，在沒有水桶拖動下，輕推一下小車，使小車能拖動穿過打點計時器的紙帶做勻速直線運動即可；
（2）相鄰的計數點之間有一個點沒有標出，則t=2T=$2•\frac{1}{f}$，
根據勻變速直線運動的推論△x=at²得：a=$\frac{{s}_{3}^{\;}-{s}_{2}^{\;}-（{s}_{2}^{\;}-{s}_{1}^{\;}）}{（2T）_{\;}^{2}}$=$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$
故答案為：（1）電火花計時器        沒有      （2）$\frac{（{s}_{1}^{\;}+{s}_{3}^{\;}-2{s}_{2}^{\;}）{f}_{\;}^{2}}{4}$

點評 解決實驗問題的關鍵是明確實驗原理，同時熟練應用基本物理規律解決實驗問題，要明白公式的△x=aT²的推導和應用，知道為什么沙和沙桶的總質量遠小于小車的質量時沙和沙桶的重力可以認為等于小車的拉力，對于基本知識規律不但明白是什么還要知道為什么．