题目内容
用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律.
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(1)完成平衡摩擦力的相关内容:
①取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,轻轻推动(选填“静止释放”或“轻轻推动”)小车,让小车拖着纸带运动.
②如果打出的纸带如图2所示,则应减小(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹间隔均匀,平衡摩擦力才完成.
(2)如图3所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.93cm,L4=49.72cm.则打C点时小车的速度为1.24m/s,小车的加速度为6.24m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
考点: 验证牛顿第二运动定律.
专题: 实验题.
分析: 平衡摩擦力时轻推小车,若小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度.
解答: 解:(1)①平衡摩擦力时,取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,若小车拖着纸带做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.
②从纸带上看出,相等时间内位移越来越大,知小车做加速运动,需减小木板的倾角,直至小车做匀速直线运动,当纸带上打出的点迹间隔均匀,说明小车做匀速直线运动.
(2)每打5个点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
小车通过C点的速度vc=
=1.24m/s.
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:xCD﹣xAB=2a1T2
xDE﹣xBC=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=
(a1+a2)
解得:a=6.24m/s2.
故答案为:(1)①轻轻推动
②减小,间隔均匀;
(2)1.24,6.24
点评: 解决本题的关键掌握平衡摩擦力的方法,纸带的处理.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.