Question

如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

(1)在用打点计时器研究小车匀变速运动的实验中，记录的纸带如图乙所示，图中两计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所用电源的频率为，则小车运动的加速度a=________，打P点时小车运动的速度v=________。电网中交变电流的频率一般为，但由于某种干扰变为（即打点周期比0.02s略小），而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

(2)①平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应________（选填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止。

②如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系时所得的实验图像，横坐标m为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为_______，小车的质量为________。

Answer

0.8 0.25 偏小 钩码 减小 间隔相等

【解析】

(1)[1]．由于两相邻计数点间有四个点未画出，所以两相邻计数点时间间隔为T=0.1s，根据运动学公式得

△x=aT2

[2]．根据匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，求出点迹间距为2.10cm的中间时刻的瞬时速度

根据运动学公式v=v0+at得

vp=v0+a=0.25 m/s

[3]．工作电压的频率变为51Hz，则周期变小，由△x=aT2，知a变大，若仍然按照T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏小。

(2)①[4][5][6]．平衡摩擦力时，应不挂钩码，打出的纸带如图丁所示说明小车加速运动，故应减小倾角，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止。

②[7][8]．设小车的质量为m'，则有

F=（m+m'）a

变形得

所以图象的斜率为

所以小车受到的拉力

图象的截距

解得小车的质量