Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．
（1）在實(shí)驗(yàn)中必須平衡摩擦力，通過

重力沿斜面的分力（或傾斜木板）

的方法來平衡摩擦力，當(dāng)小車恰能自行勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡了摩擦力．
（2）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是頻率為50Hz的交流電源，如下圖中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是

0.1

s，由該紙帶可求得小車的加速度a=

1.07

m/s²．

Answer 1

分析：（1）為使小車所受合外力等于細(xì)線的拉力，所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力，所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)必需平衡摩擦力．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是頻率為50Hz的交流電源，因此打點(diǎn)周期為T=0.02s，由此可知計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔，利用逐差法△x=aT²，可以求出加速度的大小．

解答：解：（1）為使小車所受合外力等于細(xì)線的拉力，該實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行平衡摩擦力操作，具體為：將木板帶有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端抬高，讓小車的重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，即滿足mgsinθ=μmgcosθ．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的是頻率為50Hz的交流電源，因此打點(diǎn)周期為0.02s，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未標(biāo)出，因此計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為：T=0.1s；
由△x=aT²得：
s4-s2=2a1T2
s3-s1=2a2T2
由此可得：a=

a1+a2

2

=

(s3+s4)-(s1+s2)

4T2

=

(3.55+4.72)×10-2m-(1.44+2.55)×10-2m

4×(0.1s)2

=1.07m/s²．
故答案為：（1）重力沿斜面的分力（或傾斜木板）；（2）0.1，1.07．

點(diǎn)評：明確實(shí)驗(yàn)原理以及具體的操作細(xì)節(jié)，加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)基本運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．