Question

（2009?江门二模）（1）如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为

10.501

mm，乙图中游标卡尺的读数为

10.155

cm．

（2）学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中，图（甲）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）．
（一）同学们在进行实验时，为了减小实验时的系统误差，使分析数据时可以认为砂桶的重力等于小车所受的合外力，你认为应采取的措施有：
①

将长木板一端垫起，让小车重力
沿斜面的分力平衡摩擦阻力

；②

小车质量远大于沙桶的总质量

．
（二）如图乙所示是某小组在做实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是

0.86

m/s，小车运动的加速度计算表达式为

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，加速度的大小是

0.64

m/s²（计算结果保留两位有效数字）．
（三）另一小组在该实验中得到了如下一组实验数据：

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m?s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

①请在图丙所示的坐标中画出a-F的图线
②从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是

AB

填字母序号）
A．实验没有平衡摩擦力
B．实验中平衡摩擦力时木板倾角过小
C．实验中平衡摩擦力时木板倾角过大
D．实验中小车质量发生变化．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：设小车加速度为a，则：绳上的力为F=Ma，对钩码来说：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则Ma=（M+m）a，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量．
纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
根据所提供数据，采用描点法可正确画出图象；根据所画图象的特点，明确两坐标轴的含义，可正确解答．

解答：解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为10.5mm，可动刻度读数为0.01×0.1mm=0.001mm，所以最终读数为10.501mm．
游标卡尺的固定刻度读数为101mm，游标读数为0.05×11mm=0.55mm，所以最终读数为101.55mm=10.155cm
（2）（一）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：对小车有：F=Ma；对钩码有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量，这样两者才能近似相等．
（二）利用匀变速直线运动的推论得：
v_A=

s3+s4

2t

=0.86m/s．
由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．
小车运动的加速度计算表达式为a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

代入数据得a=0.64m/s²．
（三））①根据所提供数据，采用描点法可正确画出图象如下所示：

②由图象可知，当开始小车存在拉力时，加速度确为零，根据牛顿第二定律可知，此时小车应该受到摩擦力作用，因此实验中存在是问题是没有平衡摩擦力或者平衡的不够，故CD错误，AB正确．
故选AB．
故答案为：（1）10.501，10.155
（2）（一）①将长木板一端垫起，让小车重力
沿斜面的分力平衡摩擦阻力；
②小车质量远大于沙桶的总质量．
（二）0.86，

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，0.64
（三）如图，AB．

点评：（1）解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）要明确此题在验证合外力的功与动能变化间的关系中用到的原理，围绕原理，记忆需要测量的物理量及实验时的注意事项．要注意单位的换算和有效数字的保留．
能够运用逐差法求解加速度．