Question

用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．

①完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：
（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，

 

（選填“靜止釋放”或“輕輕推動(dòng)”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．
（ii）如果打出的紙帶如圖2所示，則應(yīng)

 

（選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

 

，平衡摩擦力才完成．

②如圖3所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)（每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），其中L₁=3.07cm，L₂=12.38cm，L₃=27.87cm，L₄=49.62cm．則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為

 

m/s，小車的加速度是

 

m/s²．（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：平衡摩擦力時(shí)輕推小車，若小車能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡．根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答：解：①平衡摩擦力時(shí)，取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，若小車拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則摩擦力得到平衡．
從紙帶上看出，相等時(shí)間內(nèi)位移越來越大，知小車做加速運(yùn)動(dòng)，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
②每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
小車通過C點(diǎn)的速度v_c=

xBD

tBD

=1.24m/s．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x_CD-x_AB=2a₁T² 
x_DE-x_BC=2a₂T² 
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=

1

2

（a₁+a₂）
解得：a=6.22m/s²．
故答案為：①（i）輕輕推動(dòng)
（ii）減小，間隔均勻；
②1.24，6.22

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握平衡摩擦力的方法，紙帶的處理．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．