Question

【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動，實驗中使用的電磁打點計時器的打點周期為T，他的實驗步驟如下：

①按圖甲安裝好實驗器材；

②讓拖著紙帶的小車沿平板斜面開始向下運動，接通電源，重復幾次；

③選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍去開始比較密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數點，如圖乙中0、1、2、…、6點所示；

④測量相鄰兩個計數點之間的距離，分別記作s1、s2、s3、…、s6；

⑤通過測量和計算，判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運動。

（1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問題是_____________________；電源應該接________電源（選填直流或交流）；實驗操作過程中明顯的錯誤是__________________。

（2）若實驗裝置安裝和操作過程完全正確，利用該同學測量的數據可以得到小車的加速度，計算加速度得到的表達式是a＝_________________；

（3）若該同學在實驗中用量角器還測出了平板斜面的傾角α，且已知當地的重力加速度為g，則在以下物理量中，還能計算出________（填字母序號）。

A．小車的質量 B．小車與平板斜面之間的動摩擦因數μ

C．小車到達斜面底端時的動能 D．小車滑下過程中損失的機械能

Answer 1

【答案】 （1）小車離打點器太遠； 交流； 步驟②應該先接通電源后釋放小車 （2） （3）B

【解析】（1）在甲圖中，圖中明顯存在的問題是車離打點計時器太遠，電源應該接4～6V低壓交流電源，實驗操作過程中明顯的錯誤是實驗步驟②應該是先接通電源后釋放小車．
（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值

得：a=（a1+a2+a3）=；

（3）小車在斜面上受重力和支持力、摩擦力．根據牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，即可求出小車與平板斜面之間的動摩擦因數，但不能計算小車的質量．故B正確，A錯誤．不知道斜面的長度，所以無法測出小車到達斜面底端時的速度，故C錯誤．由于斜面的長度未知、小車的質量未知，無法求出下滑過程中損失的機械能．故D錯誤．故選B．