[题目]利用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律的实验.(1)甲同学实验时这样平衡摩擦力.按图示装置把实验器材安装好.先不挂重物.将小车放在木板上.后面固定一条纸带.纸带穿过打点计时器.用垫块把木板一端垫高.接通打点计时器.让小车以一定初速度沿木板向下运动.并不断调节木板的倾斜度.直到小车拖动纸带沿木板做运动.(2)甲同学� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】利用如图所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。

（1）甲同学实验时这样平衡摩擦力。按图示装置把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。

（2）甲同学利用v-t图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的速度都标在了如图所示的坐标系中。请在坐标系中作出小车运动的v-t图像，并利用图像求出小车此次运动的加速度a = __________m/s2。

（3）丙同学作出的a-F图像如图所示。发现图线有一段是曲线，他认为这是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进：他先将一些砝码放在小车上；之后每次从小车上取下一些砝码移到牵引小车的盘上；重复多次实验，直到将砝码全部移到盘中；根据测得的数据，绘制出小车加速度a随着盘和盘中的砝码所受重力F变化的关系图线，得到的是一条过原点的直线。已知盘和所有砝码的总质量为m，小车的质量为M。请你分析说明图线为直线的原因，并说明图线斜率的物理意义。

【答案】匀速运动根据牛顿第二定律，可得，其中M+m为定值，所以a-F图象为过原点的直线，斜率为。

【解析】

根据实验原理与实验器材分析答题，在平衡摩擦力时要做到使小车在木板上匀速运动，在做v-t图象时，要满足尽量多的点通过直线，不在直线上的点均匀的分布在直线两侧。

（1）在验证牛顿第二定律时小车需平衡摩擦力，直到小车在木板上做匀速运动.

（2）让尽量多的点通过直线，不在直线上的点均匀的分布在直线两侧，如图所示：

由图可得加速度为：。

（3）根据牛顿第二定律，可得，其中M+m为定值，所以a-F图象为过原点的直线，斜率为。

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