Question

重慶一中物理實驗小組進行“驗證牛頓第二定律”的實驗，圖甲為實驗裝置簡圖。

（1）圖乙所示為某小組在實驗中通過打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，若測得，則打D點時小車的瞬時速度=   m/s，小車加速度a=   m/s²。(以上計算結果均保留二位有效數(shù)字)
如果實驗時電網(wǎng)中交變電流的實際頻率偏大，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值比實際值    。（填“偏大”或“偏小”）。
（2）某組同學實驗后得到了如圖丙所示的兩條a-F 圖線。
（Ⅰ）圖線①不過原點的原因是：             ；
（Ⅱ）圖線②不過原點的原因是：             ；
（Ⅲ）分析丙圖可得小車質量m=   kg；假設得到圖線②時長木板水平且小車和木板間的摩擦為滑動摩擦，則他們接觸面間的動摩擦因數(shù)μ=    。（g取10m/s²）

Answer 1

（1），,偏小。
（2）（Ⅰ）平衡摩擦時傾角過大；
（Ⅱ）未平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角偏��；
（Ⅲ）0.5kg；0.2。

試題分析：（1）根據(jù)勻變速直線運動中點時刻的速度等于平均速度，所以；
由可得，；
如果實驗時電網(wǎng)中交變電流的實際頻率偏大，則周期T偏小，計算時按實際周期算是準確的，但是仍按正常周期計算，則所得加速度比真實值偏小。
（2）（Ⅰ）由實驗注意事項和題意可知圖線①不過原點的原因是：平衡摩擦時傾角過大；
（Ⅱ）由實驗注意事項和題意可知圖線②不過原點的原因是：未平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角偏小；
（Ⅲ）由可知，所以圖線的斜率為，所以，m=0.5kg；由圖線②可得小車受到的摩擦力，由可得。
點評：此類問題計算某一點的瞬時速度用平均速度等于中點時刻的速度，加速度用來計算，圖線的斜率為，與坐標軸的交點有不同的物理意義，在F軸上有截距表示未平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角偏小，在a軸上有截距表示平衡摩擦時傾角過大。