Question

某同學為探究“加速度與物體受力的關系”，設計了如圖所示的實驗裝置：把一端帶滑輪的木板平放在水平桌面上，將力傳感器固定在小車上，用來測量繩對小車的拉力；小車的加速度由打點計時器打出的紙帶測出，已知打點計時器使用的低壓交流電源的頻率為50Hz．

（1）對于實驗的操作要求，下列說法正確的是

 

．
A．本次實驗中應保持小車和傳感器總質量不變．
B．為消除小車與木板之間摩擦力的影響，應將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛沙桶的情況下使小車能夠靜止在木板上．
C．本實驗必須滿足細沙和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量．
（2）如圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，量出相鄰的計數點之間的距離分別為S_AB=4.12cm、S_AC=8.67cm、S_AD=13.65cm、S_AE=19.04cm、S_AF=24.85cm、S_AG=31.09cm．則小車的加速度a=

 

m/s²（結果保留2位有效數字）．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．紙帶實驗中，紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．

解答：解：（1）A、該實驗采用了“控制變量法”，因此要探究質量和物體受力的關系，需要控制研究對象的質量不變，即本次實驗中應保持小車和傳感器總質量不變，故A正確．
B、為消除小車與木板之間摩擦力的影響，應將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛沙桶的情況下使小車能夠在木板上勻速運動．故B錯誤．
C、該實驗中由于已經用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足細沙和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量．故C錯誤．
故選：A．
（2）相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，所以兩相鄰的計數點之間的時間間隔為T=0.1s
根據△x=aT²，有：
a=

sFG+sEF+sDE-sCD-sBC-sAB

9T2

=

0.0624+0.581+0.0539-0.0498-0.0455-0.0412

9×0.01

m/s²=0.42m/s²    
故答案為：（1）A；（2）0.42．

點評：對于紙帶的問題，我們要熟悉勻變速直線運動的特點和一些規律，要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．