Question

【題目】用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：

（1）某同學通過實驗得到如圖（b）所示的a﹣F圖象，造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角 （填“偏大”或“偏小”）．

（2）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力 砝碼和盤的總重力（填“大于”、“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應使小車質量M與砝碼和盤的總質量m滿足 的條件

（3）某同學得到如圖所示的紙帶．已知打點計時器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續的點．△s=sDG﹣sAD= cm．由此可算出小車的加速度a= m/s2（保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】（1）偏大；（2）小于，M＞＞m （3）1.80； 5.0m/s2

【解析】試題分析：1、考查實驗時平衡摩擦力時出現的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．

2、根據牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼和盤的總重力的關系，判斷出在什么情況下砝碼和盤的總重力在數值上近似等于小車運動時受到的拉力．

3、根據勻變速直線運動的規律△x=aT2可以求出加速度的大小．

解：（1）當拉力F等于0時，小車已經產生力加速度，故原因是平衡摩擦力時平衡摩擦力過大，在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角偏大．

（2）對整體分析，根據牛頓第二定律得，a=，

則繩子的拉力F=Ma=，

所以實際小車在運動過程中所受的拉力小于砝碼和盤的總重力．

當M＞＞m，即砝碼和盤的總質量遠小于小車和小車上砝碼的總質量時，砝碼和盤的總重力在數值上近似等于小車運動時受到的拉力．

（3）根據刻度尺的示數可知△s=3.90cm﹣2.10cm=1.80cm，時間間隔為T=0.06s，

代入公式△x=aT2可以求出加速度為：a=5.0m/s2．

故答案為：（1）偏大；（2）小于，M＞＞m （3）1.80； 5.0m/s2