Question

1．某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：

①备有下列器材：长木板、电磁式打点计时器、低压交流电源、纸带、细绳、小车、砝码、装有细沙小桶、薄木板、天平，还缺少一件必须的器材是天平．
②为了平衡摩擦力，这位同学将小车静止地放在水平长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高（如图乙所示），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，请判断这位同学的操作是不正确．（填“正确”或“不正确”）
③如果这位同学已经正确地平衡了摩擦力，然后不断改变小车的拉力F，得到小车质量保持不变情况下的a-F图线是图丁中的A（填选项代号的字母）．

④该同学得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G纸带上打出的连续7个点，由此可算出小车的加速度a=1.9m/s²．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验的具体操作步骤以及所要测量的数据，即可明确所需器材；
（2）根据平衡摩擦力的方法确定应如何判断摩擦力；
（3）正确的平衡了摩擦力后，小车质量保持不变情况下，加速度与合外力成正比；
（4）根据匀变速直线运动的规律△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）实验中需要根据牛顿第二定律进行数据处理，并且拉力由砝码的重力代替；故应需要天平；
（2）平衡摩擦力时应是让小车静止在斜面上，用手轻轻一推后，小车做匀速直线运动，该同学使小车下滑时，重力的分力已经大于了摩擦力，故这位同学的操作是不正确的．
（3）正确的平衡了摩擦力后，小车质量保持不变情况下，加速度与合外力成正比，则a-F图线是过原点的倾斜直线，故A正确；
故选：A
（4）根据刻度尺的示数可知△x=s_DG-s_AD=6.50-3.70-（2.60-0.50）cm=0.70cm=0.007m，时间间隔为T=0.02s，
加速度为：a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.007}{9×0.0{2}^{2}}$=1.9m/s²；
故答案为：（1）天平；（2）不正确；（3）A；（4）1.9

点评 本题考查验证牛顿第二定律的实验；对于教科书本上的实验，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．