Question

【題目】(1)如下圖所示為某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，在圖示狀態下，開始做實驗，該同學有裝置和操作中的主要錯誤是：（至少三項）

①.__________________;②.___________________;③._______________________.

(2)某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應當如何進行？答：__________________________________

(3)如果這位同學先如(2)中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質量）保持不變情況下的a-F圖線是圖中的________（將選項代號的字母填在橫線上）。

(4)如圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出，打點計時器頻率50Hz），計數點間的距離如圖所示．根據圖中數據計算的加速度a=_______m/s2（保留三位有效數字）．

(5)實驗中要進行質量m和M的選取，以下最合理的一組是（_____）

A.M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B.M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

Answer 1

【答案】（1）①長木板右端墊高可以平衡摩擦力 ②電源應該用6V交流電源 ③牽引小車的細線不與木板平行④開始實驗時，小車離打點計時器太遠。 （2）不正確，應給小車一初速度，小車能勻速下滑 （3）C （4）0.496 （5）A

【解析】

解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項；根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小．

（1）錯誤之處有：①電源應用交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應靠近打點計時器端；④左端連接的細線應與木板平行。

（2）不正確。平衡摩擦力的結果是不掛砂桶時，給小車一個初速度，小車能夠勻速下滑。題中小車由靜止開始沿木板向下滑動，做的是勻加速運動。

（3）不施加力時小車有加速度，根據牛頓第二定律，隨著拉力增大，小車的加速度逐漸增大。故選：C

（4）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，

設0到1之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，

根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：

x4x1=3a1T2

x5x2=3a2T2

x6x3=3a3T2

為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，得：

a= (a1+a2+a3)

即小車運動的加速度計算表達式為：a=×102m/s2=0.496m/s2；

（5）本實驗要求砂桶和砂子質量遠小于小車質量，所以A組數據比較合理，故選：A