题目内容

10．小华所在的实验小组利用如图（甲）所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，当地的重力加速度为g．

（1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动；
（2）图（乙）是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中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=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{100}$；若s1=2.02cm，s2=4.00cm，s3=6.01cm，则B点的速度为：vB=0.301m/s（保留三位有效数字）

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）纸带法实验中，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．

解答 解：（1）在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动．
（2）由题意可知两计数点间的时间间隔为：t=5T=$\frac{5}{f}$=0.1s，
根据匀变速直线运动推论得：
s3-s1=2a1t2，s4-s2=2a2t2，
解得：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{4{t}^{2}}$=$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{100}$；
利用匀变速直线运动的推论：B点的瞬时速度vB=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2t}=\frac{0.0202+0.0400}{0.2}$=0.301m/s．
故答案为：（1）轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动；（2）$\frac{（{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}）{f}^{2}}{100}$；0.301

点评 本题考查牛顿第二定律的验证实验，对于书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．

练习册系列答案
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18．在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，

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A．电压表V1（0～3V，内阻3KΩ）
B．电压表V2（0～15V，内阻15KΩ）
C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）
D．定值电阻R1=3KΩ
E．定值电阻R2=15KΩ
F．滑动变阻器R（10Ω，2A）
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H．开关、导线若干
①实验中所需器材除C、F、G、H外，还需要AD（选填器材顺序号）；
②为了尽量减少实验误差，要求电阻Rx中的电流从零开始变化并多测几组数据，请在答题卡制订的方框内（图2）画出满足实验要求的电路图；
③若实验中测得合金丝的长度为L，直径为d，电压表示数为U，电流表示数为I，则该合金丝的电阻率为$\frac{πU{d}^{2}}{2IL}$．
5．在如图所示的电场中，关于M、N 两点电场强度的关系判断正确的是（　　）
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