Question

【题目】如图 1 所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为 M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是_____

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂

桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．

（2）甲、乙、丙、丁四个实验小组根据实验数据画出的图象分别如下，对于这四个图象，分析正确的是_____

A．甲未平衡摩擦

B．乙平衡摩擦过度

C．丙是小车质量太大了

D．丁是不满足 mM 的条件

（3）图 3 是试验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打点计时器的工作频率为 50Hz，则小车的加速度 a=_____m/s2（结果保留 2 位有效数字）．

Answer 1

【答案】 B; D; 0.42;

【解析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，可以将长木板的一段垫高，撤去砂和砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故B正确，ACD错误。

（2）图甲操作时当F=0时，已经有了加速度，故摩擦力平衡过量，故A错误；图乙操作时F＞0时，而加速度为零，故未摩擦力平衡或平衡的不足，故B错误；设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对砂桶和砂有：mg﹣F=ma，由此解得：，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，在a﹣F图中，a与F成线性关系，当不满足mM的条件时，加速度随力的变化偏小，故C错误、D正确。所以D正确，ABC错误。

（3）根据△x=aT2，运用逐差法得：。