Question

【题目】在用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合外力F的关系．

①除了电火花打点计时器、纸带、刻度尺、小车、砝码、拴有细线的砝码盘、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中还必须使用的有_____（选填选项前的字母）．

A．220V、50Hz的交流电源

B．电压可调的直流电源

C．秒表

D．天平（附砝码）

②实验中，需要平衡小车运动时的摩擦阻力，正确的做法是_______．

A．小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动．

B．小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动．

C．小车放在木板上，挂上砝码盘，砝码盘内不放砝码．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砝码盘的作用下沿木板做匀速直线运动．

D．小车放在木板上，挂上砝码盘，砝码盘内放入本次实验所需的砝码．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砝码盘和砝码的作用下沿木板做匀速直线运动．

③实验中打出的一条纸带如图乙所示，其中0、1、2、3、4、5、6为计数点，且相邻计数点之间有4个点未画出．测得的数据为x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm…则打点计时器打计数点2时，小车的速度v2=_______m/s．

④根据③中的数据，在如图丙所示的坐标系中标出打点计时器打出计数点2时的坐标点，并描绘出小车运动的v﹣t图线__________（在答题纸上的图中作答）．

⑤根据图丙中的图线，可以得出小车运动的加速度a=_______m/s2（保留两位有效数字）．

⑥某一小组在实验中，根据测得的数据描绘出a﹣F图象如图丁所示，发现图象既不过原点，末端又发生了弯曲．请你分析出现上述情况的可能原因___________________________________．

Answer 1

【答案】 AD B 0.214 0.48～0.51 图象不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小；图象末端发生弯曲的原因是砝码和砝码盘的质量不是远小于小车的质量

【解析】试题分析：根据实验原理选择实验器材，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点2的瞬时速度，根据每个计数点的瞬时速度作出v-t图线，根据图线的斜率求出小车的加速度．

①电火花计时器需要220V、50Hz的交流电源，需要天平测量小车的质量，故需要AD；

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，故B正确，ACD错误；

③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，

计数点2的瞬时速度等于1、3段的平均速度，则有：

④作出速度时间图线，如图所示

⑤小车的加速度为：

⑥图象不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小；图象末端发生弯曲的原因是砝码和砝码盘的质量不是远小于小车的质量