Question

17．某同学设计了如图1所示的装置来验证“加速度与力的关系”．把打点计时器固定在长木板上，把纸带穿过打点计时器连在小车的左端．将数字测力计固定在小车上，小车放在长木板上．在数字测力计的右侧拴有一细线，细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，在重物的牵引下，小车在木板上加速运动，数字测力计可以直接显示细线拉力的大小．

（1）采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比，下列说法正确的是D．（填选项前的字母）
A．需要垫高长木板固定打点计时器的一端，来平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B．利用此实验装置还需要测量重物的质量
C．重物的质量要远远小于小车和数字测力计的总质量
D．直接测量小车（包括测力计）所受的拉力，可以减少误差
（2）图2是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度a=0.393m/s²．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的步骤．
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车运动的加速度．

解答 解：（1）在实验中认为拉力为小车的合力，仍然需要平衡摩擦力，采用数字测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比，不需要测量重物的重量，也不需要满足重物的质量远远小于小车和数字测力计的总质量，因为可以直接测量小车（包括测力计）所受的拉力，故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
（2）根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}=\frac{（15.05-6.74-6.74）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=0.393m/s²．
故答案为：（1）D，（2）0.393．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．