Question

（1）如圖1驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

①平衡小車所受的阻力的操作：
A、取下

砝碼

，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，

輕推

（填“輕推”或“釋放”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．
B、如果打出的紙帶如圖2示，則應(yīng)

減小

（填“減小”或“增大”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

間隔均勻

為止．
②某同學(xué)得到如圖3示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)．從圖（c）中讀出s_DG=

3.90

cm．由此可算出小車的加速度a=

5.00

m/s²（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（2）如圖4“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置（g取9.8m/s²）：

代表符號(hào)	x1	x2	x3
數(shù)值（cm）	12.16	19.1	27.36

①某次實(shí)驗(yàn)打出的某條紙帶如圖5示，O是紙帶靜止時(shí)打出的點(diǎn)，A、B、C是標(biāo)出的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出它們到O點(diǎn)的距離分別x₁、x₂、x₃，數(shù)據(jù)如上表．表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表它的符號(hào)為

x₂

．由表可知所用刻度尺的最小分度為

1mm

．
②已知電源頻率是50Hz，利用表中給出的數(shù)據(jù)求出打B點(diǎn)時(shí)重物的速度v_B=

1.90

m/s．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
③重物在計(jì)數(shù)點(diǎn)O到B對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過程中，減小的重力勢(shì)能為mgx₂，增加的動(dòng)能為

1

2

mvB2，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，mgx₂

＞

1

2

mvB2（選填“＞”“＜”或“=”），其原因是

紙帶與限位孔間有摩擦

．

Answer 1

分析：該實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力的方法是：平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)不掛砝碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等（均勻）為止．
根據(jù)公式：△S=aT²，計(jì)算紙帶的加速度；
判定表中的一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，要從數(shù)據(jù)的精確度來判定，而不是根據(jù)有效數(shù)字的位數(shù)；
在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，由于存在著空氣的摩擦和紙帶與限位孔之間的摩擦，所以物體減小的重力勢(shì)能大于物體增加的動(dòng)能．

解答：解：（1）①A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)不掛砝碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．
B、打出的紙帶如圖b所示說明小車加速運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)減小傾角，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等（均勻）為止．
②D點(diǎn)的讀數(shù)為2.60cm，G點(diǎn)的讀數(shù)為6.50cm，所以

.

DG

=6.50-2.60=3.90cm
根據(jù)公式：△S=aT²，由逐差法可得：a=

. DG - . AD

9T2

=

0.0390-0.0210

9×0.022

m/s2=5.00m/s2
（2）①三組數(shù)據(jù)中，第二組數(shù)據(jù)的最小值為0.1cm，精確度為1cm，與輕推的兩組數(shù)據(jù)不一致，故錯(cuò)誤的是x₂，該刻度尺的最小分度為1mm．
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC之間的平均速度，即：vB=

. AC

2T

=

x3-x1

2×T

=

0.2736-0.1216

2×0.02

m/s=1.90m/s2
③在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，由于存在著空氣的摩擦和紙帶與限位孔之間的摩擦，所以物體減小的重力勢(shì)能大于物體增加的動(dòng)能．
故答案為：（1）①A、砝碼；輕推；B、減小；間隔相等．②3.88-3.92； 4.95-5.06；
（2）①x₂mm或1mm②1.90； v_B=

x3-x1

2T

=

0.2736-0.1216

0.08

m/s=1.90 m/s．③＞；紙帶與限位孔間有摩擦；

點(diǎn)評(píng)：只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．