Question

【題目】用如圖（甲）所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力．

（1）某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙）所示，直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止．請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應當如何進行？________________．

（2）如果這位同學先如

①中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質量）保持不變情況下的a-F圖線是圖中的_________（將選項代號的字母填在橫線上）．

②打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz．下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出．寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式：a=__________．根據紙帶所提供的數據，算得小車的加速度大小為__________m/s2（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】操作不正確，正確的操作應該為給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑．

（2）C正確．（3） a=0．60m/s2

【解析】

試題分析：（1）小車由靜止下滑，說明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡過度，所以該同學的操作不正確。正確的操作應該為給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑。

（2）如果這位同學先如（1）中的操作，導致平衡摩擦力過度，因此當小車上還沒有掛砂和砂桶時，小車應該就已經有加速度了，故圖象ABD錯誤，C正確．故選C。

（3）由題意可知，兩計數點之間得時間間隔為：，根據勻變速直線運動推論有：，，即：，帶入數據解得：a=0．60m/s。