Question

7．用如图1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2，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？答：不正确，应该逐渐调节木板的倾斜度，直到轻推小车，小车能沿木板作匀速直线运动．．
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3中的C（填选项代号的字母）．
③图4是某同学在正确操作下获得的一条纸带，选取一段如图4所示．若所用交流电的频率为50H_Z，用刻度尺量得A到B、C、D、E各点的距离依次为：6.19cm、12.89cm、20.1m和27.82cm，若该匀变速直线运动的加速度的大小为3.2m/s²，那么图中每两点中间还有1点没有画出．如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比偏大（选填：偏大、偏小或不变）．

Answer 1

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，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；
（2）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，
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求解；

解答 解：（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，
正确的操作应该为应该逐渐调节木板的倾斜度，直到轻推小车，小车能沿木板作匀速直线运动．
（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C正确，A、B、D错误．
故选：C．
（3）BC=AC-AB=12.89cm-6.19cm=6.7cm=6.7×10^-2m，
△x=BC-AB=6.7cm-6.19cm=0.51×10^-2m，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²，
解得：t=$\sqrt{\frac{0.0051}{3.2}}$=0.04s，
则n=$\frac{0.04}{0.02}$=2，所以每两点中间还有1个点没有画出；
计算过程中不小心将交流电的频率当成60Hz，打点周期变短，
由△x=at²知，加速度的测量值与实际值相比偏大．
故答案为：①不正确，应该逐渐调节木板的倾斜度，直到轻推小车，小车能沿木板作匀速直线运动．
②C；
③1，偏大．

点评 解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法，注意平衡摩擦力时，不能将砂桶与小车相连挂在滑轮上．以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．