Question

【题目】某同学用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：

（1）该同学在实验前准备了图甲中所示的实验装置及下列辅助器材：其中不必要的器材是（填代号）．
A.交流电源、导线
B.天平（含配套砝码）
C.秒表
D.刻度尺
E.细线、砂和小砂桶
（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图乙所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2 ． （结果保留三位有效数字）
（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图丙所示的a﹣F图象，其中图线不过原点的原因是 ， 图线在末端弯曲的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）0.680,1.61
（3）平衡摩擦力过度,砂和砂桶的质量太大
【解析】解：（1）在实验中，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表．上述器材中不必要的为C．（2）B点的速度等于AC段的平均速度，则有：vB= = ≈0.680m/s，

根据△x=aT2得：a= = = =1.61m/s2；（3）由图丙所示图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；

该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶的质量太大时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即砂和砂桶的质量增大，逐渐地砂和砂桶的质量不再满足小车质量远大于砂和砂桶的质量，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．

所以答案是：（1）C；（2）0.680；1.61；（3）平衡摩擦力过度；砂和砂桶的质量太大．