Question

6．某同学“验证牛顿第二定律”的实验装置如图1所示．

（1）她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：
a．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力．
b．使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力．
（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s²（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）在实验中，为了减少这种做法而带来的实验误差，一要排除摩擦力的影响，二要砂桶的重力接近小车所受的合力．
（2）由匀变速直线运动的推论可以求出小车的加速度．

解答 解：（1）a、用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
b、对整体运用牛顿第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，则小车的合力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，当沙和桶的总质量远小于小车的质量，小车所受的拉力等于沙和沙桶的重力；
（2）由图示纸带可知，计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论：△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0864-0.0600}{3×0．{1}^{2}}$=0.88m/s²；
故答案为：（1）a、平衡摩擦力；b、砂桶的重力；（2）0.88．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及实验中的注意事项，在本实验中，知道两个认为：1、认为小车所受的合力等于绳子的拉力；2、认为沙和沙桶的总重力等于小车所受的合力．