Question

17．某同学“探究加速度与物体合力的关系”的实验装置如图1所示，图中A为小车，质量为m₁，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的固定长木板上，P的质量为m₂，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计的示数F，不计轻绳与滑轮，滑轮与轮轴的摩擦，滑轮的质量．
①下列说法正确的是C
A．实验中m₂应远小于m₁
B．长木板必须保持水平
C．实验时应先接通电源后释放小车
D．小车运动过程中测力计的读数为$\frac{{{m_2}g}}{2}$

②图2是实验过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D为选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为：8.00cm、17.99cm、30.00cm、44.01cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知小车的加速度大小为2.01m/s²（结果保留三位有效数字）．
③实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象可能是图3中的图线B

Answer 1

分析 ①根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
②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．
③未平衡摩擦力时，F不等于零时，加速度仍然为零．

解答 解：①A、小车所受的拉力可以通过弹簧秤测出，不需要满足m₂远小于m₁，故A错误．
B、实验应该平衡摩擦力，所以木板不能水平，故B错误．
C、实验时应先接通电源后释放小车，故C正确．
D、根据牛顿第二定律知，m₂g＞2T，则$T＜\frac{{m}_{2}g}{2}$，故D错误．
故选：C．
②根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（44.01-17.99-17.99）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=2.01m/s²．
③某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则F不等于零时，a仍然为零，故选：B．
故答案为：①C      ②2.01    ③B

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．