Question

20．在探究牛頓第二定律的實驗中：
（1）關于打點計時器的時間間隔，下列是四位同學各自發(fā)表的看法，其中正確的是C．
A．電源電壓越高，每打兩個點的時間間隔就越短
B．紙帶速度越大，每打兩個點的時間間隔就越短
C．打點計時器連續(xù)打兩個點的時間間隔由電源的頻率決定
D．如果將交流電源改為直流電源，打點計時器將連續(xù)打
（2）其中一個小組的同學從所打的幾條紙帶中選取了一條點跡清晰的紙帶，如圖1所示，圖中O、A、B、C、D
是按打點先后順序依次選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔T=0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，打點計時器打下C點時小車運動的速度是0.96m/s，小車運動的加速度是2.40m/s²（結果保留兩位小數(shù)）．
（3）如圖2是甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 （1）打點計時器打點的時間間隔由交流電的頻率決定，與電壓、紙帶的速度無關；
（2）根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出小車勻加速直線運動的加速度；
（3）圖2表明在拉力為0時，小車有加速度，即合外力大于0，說明平衡摩擦力過度．

解答 解：（1）打點的周期與交流電的頻率互為倒數(shù)，即打點周期由交流電的頻率決定，與電壓、紙帶的速度無關，故A、B錯誤，C正確．將交流源電改為直流電源，打點計時器不能工作，故D錯誤．故選：C．
（2）打點計時器打下C點時小車運動的速度${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（28.81-9.61）×1{0}^{-2}}{2×0.1}m/s=0.96m/s$；
小車運動的加速度是a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{（2T）^{2}}$=$\frac{（28.81-9.61）×1{0}^{-2}-9.61×1{0}^{-2}}{（2×0.1）^{2}}m/{s}^{2}$=2.40m/s²；
（3）圖2所示圖象可知小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過度，即木板與水平面的夾角太大．
故答案為：（1）C；   （2）0.96； 2.40；    （3）平衡摩擦力過度．

點評 解決本題的關鍵是首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．