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(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（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(xué)的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何進行？________________．

（2）①如果這位同學(xué)按（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(xué)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(biāo)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(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為__________m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

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

【解析】

（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可以求出加速度的大�。�

（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(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，故圖象ABD錯誤，C正確．故選C．（3）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式，解得加速度的表達式為：，代入數(shù)據(jù)得：。