用如图甲所示的实验装置来“探究加速度与力关系．现使小车A连接纸带后置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上.B为打点计时器.C为弹簧测力计.不计绳与滑轮的摩擦．实验时.先接通电源再松开小车.打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)甲同学打好三条纸带.选取其中最好的一条.其中一段如图乙所示:图中A.B.C.D.E为计数点.相邻的两� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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10．用如图甲所示的实验装置来“探究加速度与力关系”．现使小车A连接纸带后置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，B为打点计时器、C为弹簧测力计，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．
（1）甲同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图乙所示：图中A、B、C、D、E为计数点，相邻的两个计数点间有四个点未画出．根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度，且V_B=0.875 m/s； V_a=0.525 m/s；还可求得小车加速度a=3.50 m/s²．（保留3位有效数字）

（2）若该同学利用已学的牛顿第二定律计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差的正常范围．你认为主要原因是小车滑行时受到摩擦阻力较大，实验操作中改进的措施是使导轨倾斜一定角度，以平衡摩擦阻力．．

分析（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（2）实验中将拉力作为了合力，但若不平衡摩擦力，则会造成较大的误差．

解答解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，故有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.1754}{0.2}$=0.875m/s；
由题意可知：
x₁=7.00cm，x₂=（17.54-7.00）cm=10.54cm，x₃=（31.60-17.54）cm=14.06cm，x₄=（49.10-31.60）cm=17.50cm
根据逐差法有：
x₃-x₁=2a₁T² ①
x₄-x₂=2a₂T² ②
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$③
联立①②③带入数据解得：a=3.50m/s²．
根据v_B=v_A+at，则有：v_A=v_B-at=0.875-3.5×0.1=0.525m/s；
（2）实验中是将物体的重力充当了小车的拉力，由于小车受到桌面的摩擦力，故会使合力小于物体的重力，造成较大的误差，故应未平衡摩擦力（或小车受到的摩擦阻力的影响）．措施是把木板不带定滑轮的那一端适当垫高，以平衡摩擦力．
故答案为：（1）0.875，0.525，3.50；（2）小车滑行时受到摩擦阻力较大，使导轨倾斜一定角度，以平衡摩擦阻力．

点评能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解决有关问题，要注意单位的换算和有效数字的保留．
对于实验的考查应要注意实验的原理，通过原理体会实验中的数据处理方法及仪器的选择；有条件的最好亲手做一下实验．

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