Question

17．小明同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量不變，通過改變砝碼的數(shù)量來改變合力大�。�

（1）小明在某一次實(shí)驗(yàn)中通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到紙帶部分情況如圖2所示，請(qǐng)回答下列問題：（每?jī)蓚�(gè)記數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出）
①此次實(shí)驗(yàn)中紙帶左端與小車相連（填“左”或“右”）；
②紙帶記錄點(diǎn)3對(duì)應(yīng)的小車速度為0.65m/s；
③則此次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小車加速度為1.5m/s²；
（2）小明每次實(shí)驗(yàn)增加一質(zhì)量為50g的砝碼來改變拉力大小，并記錄小車的加速度，如果小車的質(zhì)量為100g，細(xì)線質(zhì)量可以忽略，一切摩擦不計(jì)．則小車加速度隨砝碼個(gè)數(shù)變化的曲線最符合實(shí)際的應(yīng)是圖3中的D．

Answer 1

分析 （1）了解打點(diǎn)計(jì)算器的工作原理，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
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
（2）根據(jù)牛頓第二定律表示出加速度進(jìn)行分析求解．

解答 解：（1）小車拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以速度越來越大，故相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移越來越大，所以紙帶應(yīng)與紙帶的左端相連．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度為：
${v}_{3}^{\;}=\frac{{x}_{24}^{\;}}{2T}=\frac{20.16-7.07}{2×0.1}×1{0}_{\;}^{-2}=0.65m/s$
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為：
$a=\frac{{x}_{35}^{\;}-{x}_{13}^{\;}}{（2×0.1）_{\;}^{2}}=\frac{（28.94-12.86）-（12.86-2.78）}{0.04}×$$1{0}_{\;}^{-2}$=1.5$m/{s}_{\;}^{2}$
②根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}$所以小車加速度a=$\frac{mg}{m+M}$=$\frac{g}{1+\frac{M}{m}}$每次實(shí)驗(yàn)在吊掛之處逐次增加一個(gè)質(zhì)量為50g的砝碼，即m增大，
所以描述小車加速度隨著吊掛砝碼個(gè)數(shù)的變化最為適合是D，
故答案為：（1）①左   ②0.65   ③1.5    （2）D

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，同時(shí)要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．