Question

13．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示的裝置來(lái)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系和有關(guān)功和能的問(wèn)題．

（1）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制小車的質(zhì)量不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)紙帶，如圖2是在m=0.1kg，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過(guò)程中的三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，其中h_A=42.05cm，h_B=51.55cm，h_C=62.00cm，h_D=73.40cm則小車的加速度為a=0.95m/s²，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為V_B=1.0 m/s．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）在砂桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂桶受到的重力；實(shí)驗(yàn)要注意控制變量法的應(yīng)用．
（2）做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度；
做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位于之差是定值，△x=at²，據(jù)此求出紙帶的加速度．

解答 解：（1）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；
探究加速度與合力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制小車的質(zhì)量不變，改變拉力大小，看加速度與力之間有什么關(guān)系．
（2）相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s；小車做勻變速運(yùn)動(dòng)，小車的加速度：
a=$\frac{{x}_{CD}-{x}_{AB}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.7340-0.6200-（0.5155-0.4205）}{2×0．{1}^{2}}$≈0.95m/s²，
打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為：V_B=$\frac{{x}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.6200-0.4205}{2×0.1}$≈1.0m/s；
故答案為：（1）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車的質(zhì)量；（2）0.95，1.0．

點(diǎn)評(píng) 要知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，要會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時(shí)速度．