Question

【題目】某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：

(1)通過實驗得到如圖（b）所示的a—F圖像，造成圖線不經過原點這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的傾角________（填“偏大”或“偏小”）；

(2)該同學在平衡摩擦力后進行實驗，把砝碼和盤的總重視為拉力大小，為了便于探究和減小誤差，應使小車質量M與砝碼和盤的總質量m滿足____________的條件；

(3)該同學從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點未畫出），圖中上部的數字為相鄰兩個計數點間的距離。打點計時器的電源頻率為50Hz。由這些已知數據計算：（結果保留3位有效數字）

①小車勻變速直線運動的加速度a＝ ________m/s2.；

②與紙帶上C點相對應的瞬時速度v＝______ m/s。

Answer 1

【答案】偏大 M＞＞m 2.07 1.01

【解析】

(1)[1] 由b圖知當拉力F等于0時，小車已經產生了加速度，說明平衡摩擦力過度，木板與水平桌面間的傾角偏大。

(2)[2]對整體分析，根據牛頓第二定律得

則繩子的拉力為

當M＞＞m，即砂和砂桶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。所以為了便于探究、減小誤差，應使小車質量M與砂和砂桶的總質量m滿足M＞＞m的條件。

(3)①[3]每兩點間還有4個點沒有畫出來，時間間隔為

T=0.1s

由紙帶點跡分布，根據勻變速運動規律得小車勻變速直線運動的加速度

②[4]與紙帶上C點相對應的瞬時速度為