Question

5．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学将实验器材组装后，如图所示为释放小车前瞬间的情景简图．

（1）在接通电源进行实验之前，请你指出图中的错误或不妥之处（补充写出一处即可）：
①没有平衡摩擦力；
②打点计时器没有用交流电源．
（2）为更好地完成本实验，必须先平衡摩擦力．其目的是：使小车受到的合力等于绳子的拉力．
（3）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验．如图是他在实验中得到的一条纸带，在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s．由图中数据可计算出打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为v_D=0.56m/s，小车的加速度a=0.80m/s²．（小数点后保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验注意事项与图示实验情景分析答题．
（2）为使小车受到的合力等于绳子的拉力，实验前应平衡摩擦力．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．

解答 解：（1）实验中的错误之处还有：打点计时器没有用交流电源；小车应靠近打点计时器．
（2）平衡摩擦力的目的是使小车受到的合力等于绳子的拉力．
（3）D点的瞬时速度${v}_{D}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{（5.20+5.99）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.56m/s，
根据△x=aT²，运用逐差法得，$a=\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.99+6.80+7.62-3.62-4.38-5.20）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.80m/s²．
故答案为：（1）打点计时器没有用交流电源；小车应靠近打点计时器．
（2）使小车受到的合力等于绳子的拉力
（3）0.56；0.80

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理，知道实验原理与实验注意事项是解题的关键，应用匀变速直线运动的推论可以求出小车的加速度与瞬时速度．