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在“验证牛顿第二定律”的实验中，下面是按实验要求装好器材后进行的实验步骤：
（1）用天平测出小车和小桶的质量．备有砝码，使小车与砝码的总质量远大于小桶与砂子的总质量．
（2）挂上小桶，放进砂子，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点．
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次．
（4）保持砂桶里砂子质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次．
（5）根据测量数据，分别画出a-F和a- $数学公式$ 的图线．上述实验中，漏掉一个重要的实验步骤是．
根据实验中测得的数据作出a-F图线，若作出的a-F图线如图甲所示，这是由造成的；若作出的a-F图线如图乙所示，这是由造成的．

解：漏掉一个重要的实验步骤是：平衡摩擦力，将长木板不带滑轮一端垫一小木板移动小木板，使小车在长木板上匀速直线运动．
根据实验中测得的数据作出a-F图线，若作出的a-F图线如图甲所示，F=0，a≠0，也就是说绳子上没有拉力，小车已有了加速度．这是由平衡摩擦时，木板倾角过大，小车重力沿斜面的分力大于小车所受摩擦力造成的；
若作出的a-F图线如图乙所示，
设小车与砝码的质量为M，小桶与砂子的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉= $\text{[math]}$
当m＜＜M时，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．
从图象上可以看出：F从0开始增加，砂和砂桶的质量远小于车的质量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面
砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢，那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢．
所以原因是小桶与砂子的质量没有远小于小车与砝码的质量．
故答案为：平衡摩擦力，将长木板不带滑轮一端垫一小木板移动小木板，使小车在长木板上匀速直线运动．
平衡摩擦时，木板倾角过大，小车重力沿斜面的分力大于小车所受摩擦力；
小桶与砂子的质量没有远小于小车与砝码的质量．
分析：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．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．
点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．

练习册系列答案

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相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）如图1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：

a．

长木板右端未垫高以平衡摩撩力

b．

电源应改用6V交流电源

c．

牵引小车的细线没有与木板平行

d．

开始实验时，小车离打点计时器太远

（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：
（A）平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
（B）调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M，请问：
①以上哪一个措施中有何重大错误？

②在改正了上述错误之后，保持小车（包括砝码）质量M不变，反复改变沙的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（小桶及砂重量）与加速度的比值略大于小车（包括砝码）质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？

由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=

＜

．

由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=

＜

．

（3）某一同学在“验证牛顿第二定律”的实验数据处理中作出了如图2的图象，形成这个图象的原因是平衡摩擦力时长木板倾角

过小

、沙子

太多

．（填“过大”、“过小”、“太多”、“太少”）

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科目：高中物理 来源： 题型：

在验证牛顿第二定律实验中，我们先保持小车质量m不变，研究加速度a与力F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系…，这种实验方法叫

控制变量法

．某同学根据实验数据作出a与F的图象如图所示，图中的图象与横轴的差距较大，明显超出误差的范围，原因是

未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．

①当M与m的大小关系满足

m《M

时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力．
②在验证牛顿第二定律的实验中，下列做法错误的是

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮．
C．实验时先放开小车，再接通打点计时器电源．
D．小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出．
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时，探究加速度与所受合力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F关系分别如图2所示．其原因分别是

没有平衡摩擦力或

、

平衡摩擦力不足

．

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科目：高中物理 来源： 题型：

在验证牛顿第二定律的实验中，下列说法正确的是（　　）

A．为了消除摩擦力的影响，需要调节斜面倾角，使小车在小盘（盘中不放砝码）的牵引下在斜面上匀速下滑

B．在平衡摩擦力时，需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速下滑

C．每改变一次小车的质量，需要重新平衡一次摩擦力

D．为了减小实验误差，小车的质量应比小盘（包括盘中的砝码）的质量大得多

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