Question

【题目】(1)如下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是：（至少三项）

①.__________________;②.___________________;③._______________________.

(2)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木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），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：__________________________________

(3)如果这位同学先如(2)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图线是图中的________（将选项代号的字母填在横线上）。

(4)如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出，打点计时器频率50Hz），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a=_______m/s2（保留三位有效数字）．

(5)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（_____）

A.M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B.M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

Answer 1

【答案】（1）①长木板右端垫高可以平衡摩擦力 ②电源应该用6V交流电源 ③牵引小车的细线不与木板平行④开始实验时，小车离打点计时器太远。 （2）不正确，应给小车一初速度，小车能匀速下滑 （3）C （4）0.496 （5）A

【解析】

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；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．

（1）错误之处有：①电源应用交流电；②没有平衡摩擦力；③小车应靠近打点计时器端；④左端连接的细线应与木板平行。

（2）不正确。平衡摩擦力的结果是不挂砂桶时，给小车一个初速度，小车能够匀速下滑。题中小车由静止开始沿木板向下滑动，做的是匀加速运动。

（3）不施加力时小车有加速度，根据牛顿第二定律，随着拉力增大，小车的加速度逐渐增大。故选：C

（4）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，

设0到1之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，

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：

x4x1=3a1T2

x5x2=3a2T2

x6x3=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)

即小车运动的加速度计算表达式为：a=×102m/s2=0.496m/s2；

（5）本实验要求砂桶和砂子质量远小于小车质量，所以A组数据比较合理，故选：A