Question

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中使用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材；

②讓拖著紙帶的小車(chē)沿平板斜面開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，接通電源，重復(fù)幾次；

③選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每?jī)蓚�(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中0、1、2、…、6點(diǎn)所示；

④測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，分別記作s1、s2、s3、…、s6；

⑤通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，判斷出小車(chē)沿平板斜面做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

（1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問(wèn)題是_____________________；電源應(yīng)該接________電源（選填直流或交流）；實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中明顯的錯(cuò)誤是__________________。

（2）若實(shí)驗(yàn)裝置安裝和操作過(guò)程完全正確，利用該同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)可以得到小車(chē)的加速度，計(jì)算加速度得到的表達(dá)式是a＝_________________；

（3）若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用量角器還測(cè)出了平板斜面的傾角α，且已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g，則在以下物理量中，還能計(jì)算出________（填字母序號(hào)）。

A．小車(chē)的質(zhì)量 B．小車(chē)與平板斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

C．小車(chē)到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能 D．小車(chē)滑下過(guò)程中損失的機(jī)械能

Answer 1

【答案】 （1）小車(chē)離打點(diǎn)器太遠(yuǎn)； 交流； 步驟②應(yīng)該先接通電源后釋放小車(chē) （2） （3）B

【解析】（1）在甲圖中，圖中明顯存在的問(wèn)題是車(chē)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，電源應(yīng)該接4～6V低壓交流電源，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中明顯的錯(cuò)誤是實(shí)驗(yàn)步驟②應(yīng)該是先接通電源后釋放小車(chē)．
（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值

得：a=（a1+a2+a3）=；

（3）小車(chē)在斜面上受重力和支持力、摩擦力．根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，即可求出小車(chē)與平板斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，但不能計(jì)算小車(chē)的質(zhì)量．故B正確，A錯(cuò)誤．不知道斜面的長(zhǎng)度，所以無(wú)法測(cè)出小車(chē)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤．由于斜面的長(zhǎng)度未知、小車(chē)的質(zhì)量未知，無(wú)法求出下滑過(guò)程中損失的機(jī)械能．故D錯(cuò)誤．故選B．