Question

17．“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖甲所示．
（1）在實驗中，適當抬高軌道的一側是為了平衡摩擦力．
（2）小車質量遠大于砝碼及砝碼盤的質量時，小車所受合力可近似等于砝碼及砝碼盤的重力．（填遠大于或遠小于）
在完成實驗準備后，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．打計數點2時的速度大小V=0.36m/s，該小車的加速度a=0.16m/s²．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）為使小車受到的合力等于細線的拉力，實驗前應平衡摩擦力．
（2）當小車質量遠大于砝碼質量時可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼的重力．
根據勻變速直線運動的推論可以求出瞬時速度與加速度．

解答 解：（1）在實驗中，適當抬高軌道的一側是為了平衡摩擦力．
（2）當小車質量遠大于砝碼及砝碼盤的質量時，小車所受合力可近似等于砝碼及砝碼盤的重力．
計時器打點的時間間隔為0.02s，每5個點取一個計數點，計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，
x₁=3.52cm=0.0352m，x₂=3.68cm=0.0368m，x₃=3.83cm=0.0383m，
打計數點2時的速度大小v=$\frac{{x}_{13}}{2t}$=$\frac{0.0352+0.0368}{2×0.1}$=0.36m/s，
由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知，該小車的加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.0383-0.0352}{2×0．{1}^{2}}$≈0.16m/s²．
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）遠大于；0.36；0.16．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數據處理，實驗前要平衡摩擦力，為了使小車受到的拉力近似等于砝碼重力應使小車質量遠大于砝碼質量，應用勻變速直線運動推論可以求出瞬時速度與加速度．