Question

8．小華所在的實(shí)驗(yàn)小組利用如圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究牛頓第二定律，打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率f=50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g
（1）在實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細(xì)線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)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(yùn)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(diǎn)之間記錄的時間都是T，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，寫出用s₁、s₂、s₃、s₄以及T來表示小車加速度的計算式a=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{100}$f²則B點(diǎn)的速度為V_B=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2t}$．

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）紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度和加速度．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細(xì)線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)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(yùn)動．
（2）由題意可知兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為：t=5T=$\frac{5}{f}$=0.1s，與勻變速直線運(yùn)動推論得：
s₃-s₁=2a₁t²，s₄-s₂=2a₂t²，a=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{4{t}^{2}}$=$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{100}$f²；
利用勻變速直線運(yùn)動的推論：B點(diǎn)的瞬時速度v_B=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2t}$；
故答案為：（1）輕推小車，使小車恰好做勻速直線運(yùn)動；（2）$\frac{（{s}_{3}+{s}_{4}）-（{s}_{1}+{s}_{2}）}{100}$f²；$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2t}$

點(diǎn)評 本題考查牛頓第二定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，對于書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項這幾點(diǎn)去搞清楚．實(shí)驗(yàn)的圖象描繪，物理結(jié)合數(shù)學(xué)的應(yīng)用都值得注意．