物理兴趣小组用图甲所示实验装置研究小车的运动.一端装有定滑轮的长木板固定在水平桌面上.木板上有一小车.其一端与电磁打点计时器的纸带相连.另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.实验开始时.在托盘中放入适量砝码.小车开始做匀加速运动.在纸带上打出一系列小点．(1)实验开始前不需要平衡小车受到的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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1．物理兴趣小组用图甲所示实验装置研究小车的运动，一端装有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，木板上有一小车，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，实验开始时，在托盘中放入适量砝码，小车开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

（1）实验开始前不需要（填“需要”或“不需要”）平衡小车受到的摩擦力．
（2）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示．则打计数点4时纸带的速度v=0.314m/s，根据图中数据可求出纸带的加速度a=0.497m/s²（结果保留三位有效数字）．
（3）要求出本次实验中小车受到的拉力，下列物理量中还应给出的有BCD．（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度L B．当地重力加速度g
C．小车的质量m₂ D．托盘和砝码的总质量m₃E．小车运动的时间t．

分析（1）据实验目的，研究小车的运动，及操作要求可知，不需要平衡摩擦力．
（2）利用逐差法△x=aT²可以求出物体的加速度大小，根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；
（3）根据牛顿第二定律有=ma，由此可知需要测量的物理量．

解答解：（1）本实验只要保证小车能做匀变速运动即可，不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力，该实验不需要知道小车的合力，即不需要应使钩码质量远小于小车质量．
（2）电源频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个计时点，则计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
根据瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小，则有：计数点4时纸带的速度v=$\frac{{x}_{35}}{2t}$=$\frac{0.0288+0.0339}{2×0.1}$=0.314m/s；
由匀变速运动的推论△x=aT²可知：加速度a=$\frac{{x}_{47}-{x}_{14}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0339+0.0388+0.0437-0.0189-0.024-0.0288}{3×0．{1}^{2}}$≈0.497m/s²；
（3）以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：
m₃g-f=（m₂+m₃）a，滑动摩擦力：f=m₂gμ，
解得：μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$，要测动摩擦因数μ，
需要测出：小车的质量m₂与托盘和砝码的总质量m₃，故选：BCD；
故答案为：（1）不需要；
（2）0.314，0.497（0.495-0.497）；
（3）BCD．

点评解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．

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A．

$\frac{m{v}^{2}}{2}$

B．

mgh

C．

mgh+$\frac{m{v}^{2}}{2}$

D．

$\frac{m{v}^{2}}{2}$-mgh

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开关S和导线若干

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