Question

小華所在的實驗小組利用如圖所示的實驗裝置探究牛頓第二定律，打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz，當地的重力加速度為g．

（1）在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調節(jié)，直到輕推小車，小車做

 

運動
（2）圖（乙）是小華同學在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出．若s₁=2.02cm，s₂=4.00cm，s₃=6.01cm，則B點的速度為：v_B=

 

m/s（保留三位有效數字）．
（3）在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車質量M的關系中，某次實驗測得的數據如表所示．根據這些數據在坐標圖中描點并作出a-

1

M

圖線．從a-

1

M

圖線求得合外力大小為

 

N（計算結果保留兩位有效數字）．

a/m?s-2	1.2	1.1	0.6	0.4	0.3
1 M /kg-1	4.0	3.6	2.0	1.4	1.0

Answer 1

分析：（1）平衡摩擦力的目的是用小車沿斜面向下的重力分力與摩擦力平衡，必須讓小車帶動紙帶勻速下滑．
（2）紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動B點的瞬時速度．
（3）根據表中實驗數據在坐標紙上描出對應的點，然后根據描出的點作出圖象，然后根據圖象特點得出實驗結論．

解答：解：（1）在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調節(jié)，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動，這樣小車所受的摩擦力與小車沿斜面向下的重力的分力平衡．
（2）利用勻變速直線運動的推論可知：B點的瞬時速度等于AC間的平均速度，則有：
v_B=

s1+s2

2T

=

2.02+4.00

2×0.1

×10-2≈0.300m/s；
（3）應用描點法畫出圖象如下所示，由圖象可知，a-

1

M

圖象過原點，合外力等于圖象的斜率，大小為 F_合=

1.2

4

N=0.30N

故答案為：
（1）勻速直線；
（2）0.300；
（3）圖象如圖所示，0.30．

點評：本題是書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．實驗的圖象描繪要采用數學的方法，要使得直線通過的點盡可能的多，不在直線上的點關于直線均勻分布．