Question

7．用如圖1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(xué)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2，直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止．請問這位同學(xué)的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何進行？答：不正確，應(yīng)該逐漸調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到輕推小車，小車能沿木板作勻速直線運動．．
②如果這位同學(xué)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(zhì)量）保持不變情況下的a-F圖線是圖3中的C（填選項代號的字母）．
③圖4是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，選取一段如圖4所示．若所用交流電的頻率為50H_Z，用刻度尺量得A到B、C、D、E各點的距離依次為：6.19cm、12.89cm、20.1m和27.82cm，若該勻變速直線運動的加速度的大小為3.2m/s²，那么圖中每兩點中間還有1點沒有畫出．如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比偏大（選填：偏大、偏小或不變）．

Answer 1

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，當(dāng)小車帶動紙帶勻速下滑時說明平衡摩擦力；
（2）正確的a-F圖象應(yīng)該是過原點的直線，由于平衡摩擦力過度，因此圖象在縱軸上有截距，
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求解；

解答 解：（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(xué)的操作不正確，
正確的操作應(yīng)該為應(yīng)該逐漸調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到輕推小車，小車能沿木板作勻速直線運動．
（2）如果這位同學(xué)先如（1）中的操作，導(dǎo)致平衡摩擦力過度，因此當(dāng)小車上還沒有掛砂和砂桶時，小車應(yīng)該就已經(jīng)有加速度了，故C正確，A、B、D錯誤．
故選：C．
（3）BC=AC-AB=12.89cm-6.19cm=6.7cm=6.7×10^-2m，
△x=BC-AB=6.7cm-6.19cm=0.51×10^-2m，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，
解得：t=$\sqrt{\frac{0.0051}{3.2}}$=0.04s，
則n=$\frac{0.04}{0.02}$=2，所以每兩點中間還有1個點沒有畫出；
計算過程中不小心將交流電的頻率當(dāng)成60Hz，打點周期變短，
由△x=at²知，加速度的測量值與實際值相比偏大．
故答案為：①不正確，應(yīng)該逐漸調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到輕推小車，小車能沿木板作勻速直線運動．
②C；
③1，偏大．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法，注意平衡摩擦力時，不能將砂桶與小車相連掛在滑輪上．以及掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．