Question

7．物理小组在一次探究活动中测量滑块在斜面上的加速度．实验装置如图1所示，打点计时器固定在斜面上．滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图2所示．图3是打出纸带的一段．
①已知打点计时器使用的交流电频率为f，选A、B、C…等7个点为计数点，各计数点间均有一个点没有画出，分别测出相邻两个计数点之间的距离，如图2所示，计算打下D点的速度大小表达式是 V_D=$\frac{{S}_{3}+{S}_{4}}{4}f$．计算滑块下滑的加速度的表达式是：a=$\frac{（{S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{36}{f}^{2}$．
②该实验还可以测量滑块所受的摩擦力，下列物理量中还应测量的有ABD．（填入所选物理量前的字母，已知重力加速度为g）
A．木板的长度L                 B．木板的末端被垫起的高度h
C．木板的质量m₁                D．滑块的质量m₂
E．滑块运动的时间t
③测量②中所选定的物理量需要的实验器材是刻度尺、天平．

Answer 1

分析 由△s=aT²可求加速度，对物体受力分析，求合力由牛顿第二定律得摩擦力，由f=μN得μ，夹角由斜面的高、长求出；最后根据实验原理，从而确定实验器材．

解答 解：（1）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{{t}_{CE}}$=$\frac{{S}_{3}+{S}_{4}}{4}f$
由△s=aT²得：
a=$\frac{（{S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{（6T）^{2}}$=$\frac{（{S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{36}{f}^{2}$
（2）对物体受力分析求合力时，用到斜面的倾角，可由斜面的高、长表示斜面倾角正弦，故还应测量的有木板的长度L和木板的末端被垫起的高度h，同时加之滑块的质量m₂；
故选：ABD．
（3）测量（2）中所选定的物理量需要刻度尺测量长度，用天平测量滑块的质量m₂．
故答案为：①$\frac{{S}_{3}+{S}_{4}}{4}f$，$\frac{（{S}_{4}+{S}_{5}+{S}_{6}）-（{S}_{1}+{S}_{2}+{S}_{3}）}{36}{f}^{2}$；
②ABD；③刻度尺、天平．

点评 本题要能够通过纸带求解加速度，难点是根据牛顿第二定律求解出动摩擦因素的表达式进行分析．