Question

（1）如圖1驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．

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；接通打點計時器電源，

輕推

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

減小

（填“減小”或“增大”）木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡

間隔均勻

為止．
②某同學得到如圖3示的紙帶．已知打點計時器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續的點．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（結果保留三位有效數字）．
（2）如圖4“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置（g取9.8m/s²）：

代表符號	x1	x2	x3
數值（cm）	12.16	19.1	27.36

①某次實驗打出的某條紙帶如圖5示，O是紙帶靜止時打出的點，A、B、C是標出的3個計數點，測出它們到O點的距離分別x₁、x₂、x₃，數據如上表．表中有一個數值記錄不規范，代表它的符號為

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，利用表中給出的數據求出打B點時重物的速度v_B=

1.90

m/s．（結果保留三位有效數字）
③重物在計數點O到B對應的運動過程中，減小的重力勢能為mgx₂，增加的動能為

1

2

mvB2，通過計算發現，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：該實驗中，平衡摩擦力的方法是：平衡摩擦力時，應不掛砝碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動，直到紙帶上打出的點跡間隔相等（均勻）為止．
根據公式：△S=aT²，計算紙帶的加速度；
判定表中的一個數值記錄不規范，要從數據的精確度來判定，而不是根據有效數字的位數；
在驗證機械能守恒的實驗中，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能大于物體增加的動能．

解答：解：（1）①A、平衡摩擦力時，應不掛砝碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．
B、打出的紙帶如圖b所示說明小車加速運動，故應減小傾角，直到紙帶上打出的點跡間隔相等（均勻）為止．
②D點的讀數為2.60cm，G點的讀數為6.50cm，所以

.

DG

=6.50-2.60=3.90cm
根據公式：△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）①三組數據中，第二組數據的最小值為0.1cm，精確度為1cm，與輕推的兩組數據不一致，故錯誤的是x₂，該刻度尺的最小分度為1mm．
②根據勻變速直線運動的規律可得，B點的瞬時速度等于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在驗證機械能守恒的實驗中，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能大于物體增加的動能．
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；

點評：只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．