Question

用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．

（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙）所示，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？________________．

（2）如果这位同学先如

①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是图中的_________（将选项代号的字母填在横线上）．

②打点计时器使用的交流电频率f=50Hz．下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s₁、s₂、s₃、s₄以及f来表示小车加速度的计算式：a=__________．根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为__________m/s²（结果保留两位有效数字）．

Answer

操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．

（2）C正确．（3） a=0．60m/s2

【解析】

试题分析：（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确。正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑。

（2）如果这位同学先如（1）中的操作，导致平衡摩擦力过度，因此当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，故图象ABD错误，C正确．故选C。

（3）由题意可知，两计数点之间得时间间隔为：，根据匀变速直线运动推论有：，，即：，带入数据解得：a=0．60m/s。

考点：验证牛顿第二运动定律

【名师点睛】小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；正确的a-F图象应该是过原点的直线，由于平衡摩擦力过度，因此图象在纵轴上有截距；根据匀变速直线运动的特点，利用逐差法可以求出其加速度的大小。