Question

6．用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律．

（1）完成平衡摩擦力的相關內容：
①取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，輕輕推動（選填“靜止釋放”或“輕輕推動”）小車，讓小車拖著紙帶運動．
②如果打出的紙帶如圖2所示，則應減小（選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復調節(jié)，直到紙帶上打出的點跡間隔均勻，平衡摩擦力才完成．
（2）如圖3所示是某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計數點（每打5個點取一個計數點），其中L₁=3.07cm，L₂=12.38cm，L₃=27.93cm，L₄=49.72cm．則打C點時小車的速度為1.24m/s，小車的加速度為6.24m/s²．（計算結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 平衡摩擦力時輕推小車，若小車能夠做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡．根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度，根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出小車的加速度．

解答 解：（1）①平衡摩擦力時，取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，若小車拖著紙帶做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡．
②從紙帶上看出，相等時間內位移越來越大，知小車做加速運動，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運動，當紙帶上打出的點跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運動．
（2）每打5個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
小車通過C點的速度v_c=$\frac{0.2793-0.0307}{2×0.1}$=1.24m/s．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x_CD-x_AB=2a₁T² 
x_DE-x_BC=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
解得：a=6.24m/s²．
故答案為：（1）①輕輕推動
②減小，間隔均勻；
（2）1.24，6.24

點評 解決本題的關鍵掌握平衡摩擦力的方法，紙帶的處理．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．