Question

【题目】用如图所示的装置验证牛顿第二定律。

①除了图中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____（选填正确选项的字母）。

A.秒表 B.天平（含砝码） C.弹簧测力计 D.刻度尺

②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。

③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)

④实验中打出的一条纸带的一部分如图５所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度=__________m/s。多测几个点的速度做出v-t图像，就可以算出小车的加速度。

⑤为研究加速度和力的关系，要保证_______的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。

⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作出a和的图线，则图线应如下图中的_____所示（选填正确选项的字母）。

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】 BD 匀速 远小于 0.43—0.45 小车 C

【解析】（1）本实验目的是探究加速度与力、质量关系，用砂桶的重力代表小车受到的合外力，需要用天平测砂桶和小车的质量，故B正确；打点计时器的工作频率为50Hz，周期为0.02s，可以计时，不需要秒表，故A错误；托盘和砝码的重力提供拉力，不需要弹簧测力计，故C错误打点计时器打下纸带，需用刻度尺测量距离，以求加速度和瞬时速度，故D正确，故选BD.（2）在验证牛顿第二定律时小车需平衡摩擦力，直到小车在木板上做匀速运动；（3）砂桶和小车一起运动，根据牛顿第二定律，对砂桶：，对小车：，可得小车受到的拉力，本实验用砂桶的重力代表小车受到的拉力，由，可知；只有时，才有，所以满足的条件为砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量.（4）因相邻计数点之间还有4个点没有标出，故相邻计数点的时间为T=0.1s，根据平均速度的推论得，B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则有：.（5）为研究加速度和力的关系，要保证小车的质量不变；（6）砂桶和小车一起运动，根据牛顿第二定律，对砂桶：，对小车：，联立得：，而砂和砂桶的质量m不变，由此可知是一条通过原点的直线，故选C.