Question

小华所在的实验小组利用如图所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，当地的重力加速度为g．

（1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，小车做

 

运动
（2）图（乙）是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．若s₁=2.02cm，s₂=4.00cm，s₃=6.01cm，则B点的速度为：v_B=

 

m/s（保留三位有效数字）．
（3）在平衡好摩擦力的情况下，探究小车加速度a与小车质量M的关系中，某次实验测得的数据如表所示．根据这些数据在坐标图中描点并作出a-

1

M

图线．从a-

1

M

图线求得合外力大小为

 

N（计算结果保留两位有效数字）．

a/m?s-2	1.2	1.1	0.6	0.4	0.3
1 M /kg-1	4.0	3.6	2.0	1.4	1.0

Answer 1

分析：（1）平衡摩擦力的目的是用小车沿斜面向下的重力分力与摩擦力平衡，必须让小车带动纸带匀速下滑．
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动B点的瞬时速度．
（3）根据表中实验数据在坐标纸上描出对应的点，然后根据描出的点作出图象，然后根据图象特点得出实验结论．

解答：解：（1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动，这样小车所受的摩擦力与小车沿斜面向下的重力的分力平衡．
（2）利用匀变速直线运动的推论可知：B点的瞬时速度等于AC间的平均速度，则有：
v_B=

s1+s2

2T

=

2.02+4.00

2×0.1

×10-2≈0.300m/s；
（3）应用描点法画出图象如下所示，由图象可知，a-

1

M

图象过原点，合外力等于图象的斜率，大小为 F_合=

1.2

4

N=0.30N

故答案为：
（1）匀速直线；
（2）0.300；
（3）图象如图所示，0.30．

点评：本题是书本上的实验，我们要从实验原理、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘要采用数学的方法，要使得直线通过的点尽可能的多，不在直线上的点关于直线均匀分布．