Question

（18分）（1）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．

①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：                              ．
②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a—F图线是下图中的        （填选项代号的字母）．

③若交流电的频率为，某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s₁、s₂、s₃、s₄以及f来表示小车加速度的表达式：a=                ．

（2）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。
①请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：

a                           ；        b                           。
②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若打点的周期为T，则打E点时速度为v_E=     ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v²与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 g=     m/s²．

Answer 1

(1)（9分）①错误，应该给小车一个初速度使小车能够匀速下滑（3分）
②C（3分）  ③（3分）
(2)（9分）① a 打点计时器应该接交流电源（2分） 
b 开始时重物应该靠近打点计时器（2分） （其他说明若正确也给分）
②（2分）   9.4 （3分）

试题分析：（1）①小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．
②如果这位同学先如①中的操作，导致平衡摩擦力过度，因此当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，故图象ABD错误，C正确．
③由题意可知两计数点只觉得时间间隔为：，根据匀变速直线运动逐差法求加速度，有：。
（2）①打点计时器使用交流电源，而该题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上上所打点很少，不利于减小误差．
故答案为：打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远．
②匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，从D点到F点的时间为：，所以有：，根据动能定理有得，由此可知图线的斜率表示2g，所以2g=18.8，则g=9.4m/s²．