Question

某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
（1）在实验中必须平衡摩擦力，通过

重力沿斜面的分力（或倾斜木板）

的方法来平衡摩擦力，当小车恰能自行匀速运动时，平衡了摩擦力．
（2）实验中打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源，如下图中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是

0.1

s，由该纸带可求得小车的加速度a=

1.07

m/s²．

Answer 1

分析：（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，所以必需有小车的重力沿轨道的分力等于轨道对小车的摩擦力，所以做实验时必需平衡摩擦力．
（2）打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源，因此打点周期为T=0.02s，由此可知计数点之间时间间隔，利用逐差法△x=aT²，可以求出加速度的大小．

解答：解：（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，该实验需要进行平衡摩擦力操作，具体为：将木板带有打点计时器的一端抬高，让小车的重力沿斜面的分力来平衡摩擦力，即满足mgsinθ=μmgcosθ．
（2）打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源，因此打点周期为0.02s，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，因此计数点之间的时间间隔为：T=0.1s；
由△x=aT²得：
s4-s2=2a1T2
s3-s1=2a2T2
由此可得：a=

a1+a2

2

=

(s3+s4)-(s1+s2)

4T2

=

(3.55+4.72)×10-2m-(1.44+2.55)×10-2m

4×(0.1s)2

=1.07m/s²．
故答案为：（1）重力沿斜面的分力（或倾斜木板）；（2）0.1，1.07．

点评：明确实验原理以及具体的操作细节，加强动手实验，同时加强基本运动学规律在物理实验中的应用．