Question

某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的电磁打点计时器的打点周期为T，他的实验步骤如下：

①按图甲安装好实验器材；

②让拖着纸带的小车沿平板斜面开始向下运动，接通电源，重复几次；

③选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始比较密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2、…、6点所示；

④测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作s₁、s₂、s₃、…、s₆；

⑤通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。

（1）在上面甲图中，图中明显存在的问题是_____________________；电源应该接________电源（选填直流或交流）；实验操作过程中明显的错误是__________________。

（2）若实验装置安装和操作过程完全正确，利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度，计算加速度得到的表达式是a＝_________________；

（3）若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角α，且已知当地的重力加速度为g，则在以下物理量中，还能计算出________（填字母序号）。

A．小车的质量                           B．小车与平板斜面之间的动摩擦因数μ

C．小车到达斜面底端时的动能             D．小车滑下过程中损失的机械能

Answer

（1）小车离打点器太远； 交流； 步骤②应该先接通电源后释放小车 （2） （3）B

【解析】（1）在甲图中，图中明显存在的问题是车离打点计时器太远，电源应该接4～6V低压交流电源，实验操作过程中明显的错误是实验步骤②应该是先接通电源后释放小车．
（2）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：x4-x1=3a1T2 
x5-x2=3a2T2 
 x6-x3=3a3T2 
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+a3）=；

（3）小车在斜面上受重力和支持力、摩擦力．根据牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，即可求出小车与平板斜面之间的动摩擦因数，但不能计算小车的质量．故B正确，A错误．不知道斜面的长度，所以无法测出小车到达斜面底端时的速度，故C错误．由于斜面的长度未知、小车的质量未知，无法求出下滑过程中损失的机械能．故D错误．故选B．