Question

小華所在的實驗小組利用如圖（甲）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?shù)氐闹亓�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(fù)調(diào)節(jié)，直到

輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動

．
（2）圖乙是小華同學(xué)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．寫出用s₁、s₂、s₃、s₄以及f來表示小車加速度的計算式：a=

(s3+s4)-(s1+s2)

100

f²

； 若S₁=2.02cm，S₂=4.00cm，S₃=6.01cm，則B點的速度為：V_B=

0.30

m/s（保留兩位有效數(shù)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(zhì)量M的關(guān)系中，某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出a-

1

M

圖線．從圖線可得結(jié)論

在力一定時，加速度與質(zhì)量成反比

．

I/M	a
4.0	1.2
3.6	1.1
2.0	0.6
1.4	0.4
1.0	0.3

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，當小車帶動紙帶勻速下滑時說明平衡摩擦力；
（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的瞬時速度和加速度．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)描出的點作出圖象，然后根據(jù)圖象特點得出實驗結(jié)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(fù)調(diào)節(jié)，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動．
（2）由題意可知兩計數(shù)點間的時間間隔為：t=5T=

5

f

=0.1s，與勻變速直線運動推論得：
s₃-s₁=2a₁t²，s₄-s₂=2a₂t²，a=

(s3+s4)-(s1+s2)

4t2

=

(s3+s4)-(s1+s2)

100

f²；
利用勻變速直線運動的推論：B點的瞬時速度v_B=

s1+s2

2t

≈0.30m/s；
（3）應(yīng)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，a與

1

M

成正比，a與M成反比，
由此可知，在力一定時，加速度與質(zhì)量成反比．

故答案為：（1）輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動；（2）

(s3+s4)-(s1+s2)

100

f²；0.30；
（3）圖象如圖所示；在力一定時，加速度與質(zhì)量成反比．

點評：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．實驗的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．