Question

某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图甲所示．已知

某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图甲所示．已知小车质量M=423.6g，砝码盘质量m0=16.8g，其实验步骤是：A．按图甲中所示安装好实验装置；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量．重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答下列问题：（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______（填“是”或“否”）；（2）实验中某同学得到一条用电火花计时器打下如图乙所示的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，电火花计时器接220V、50Hz的交流电源．设电火花计时器的周期为T，计算vD的公式为vD=d4?d210Td4?d210T；（3）根据（2）中得到的数据，现测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表： 对应点 B C D E F 速度（m/s） 0.140 0.181 0.222 0.262 0.303以A点对应的时刻为t=0，试在图丙所示坐标系中合理选择好标度，作出v-t图象，利用该图象求物体的加速度a=______m/s2；（4）如果当时电网中交变电流的电压变成230V，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”）．

Answer 1

（1）当物体小车匀速下滑时有：
mgsinθ=f+（m+m₀）g
当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为（m+m₀）g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．
故答案为：否．
（2）每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，因此C到E的时间间隔为：10T，
根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度得：
vD＝

d4?d2

10T

（3）设A点时刻速度为零，利用描点法得出图象如下所示：

在v-t图象中，图象的斜率表示加速度大小，因此有：k＝a═

△v

△t

＝0.4m/s2
（4）打点计时器的打点周期由交流电频率决定，交流电的电压不影响打点周期，因此加速度的测量值与实际值相比不变．
故答案为：（1）否；（2）

d4?d2

10T

；（3）图象如上所示，0.4 m/s²；（4）不变．