(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,如图1为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=______m/s,小车的加速度大小a=______m/s2.(保留两位有效数字)
(2)如图2所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是①______②______③______④______.
(3)在验证牛顿第二定律的实验中,得到了如下一组实验数据,并在图3所示坐标中已画出a-F图线.:
F/N | 0.196 | 0.294 | 0.392 | 0.490 | 0.588 |
a/m•s-2 | 0.25 | 0.38 | 0.90 | 1.20 | 1.53 |
②从图线中求出系统的质量是______.(保留两位有效数字)
(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
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,可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小:
v4=
=x35 2T
≈0.41m/s,(14.55-6.45)×10-2 2×0.1
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
a=
≈0.76m/s2(19.70-2×6.45)×10-2 9×0.12
(2)安装仪器时我们需要注意:①平衡摩擦力,将木板一端垫高;②细线与木板平行,保证拉力在小车前进的方向上;③打点计时器需要用交流电源;④释放小车时应让小车从靠近计时器处释放,在纸带上打上尽量多的点;
故错误之处有:①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行;
(3)①F轴有截距说明当拉力达到一定值后小车才开始有加速度,即没有平衡摩擦力;
②根据牛顿第二定律:F=ma,结合数学知识知F-a图象的斜率表示系统的质量,故m=
=△F △a
=0.40kg;0.490-0.1 1.20-0
故答案为:(1)0.41; 0.76; (2):①应将电池改为交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行;
(3)①没有平衡摩擦力;②0.40.