Question

【題目】圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為，小車和砝碼的總質量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。

（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是________

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。

B．將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。

C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動。

（2）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=200g, m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g

B．M=200 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g

C．M=400 g , m=10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 g

D．M=400 g , m=20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g

（3）圖2是試驗中得到的一條紙帶， A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數點之間的距離分別為sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08"cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=___________m/s2 （結果保留2位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）B （2）C （3）0.42

【解析】

（1）小車在運動過程中受到重力、支持力、紙帶的拉力、細線的拉力。為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合力，因此應把木板的一端墊起適當的高度，以使重力、支持力、紙帶的拉力三個力的合力為零，即小車做勻速運動，因此在進行這一操作時，不應掛砂桶，小車應連接紙帶，A、C項錯誤；B項正確。

（2）由于本實驗中要求砂和砂桶的質量m遠小于小車和砝碼的質量M，故C項合理。

（3）相鄰兩計數點間的時間T=0.1s，由可得 ，代入數據解得a=0.42m/s2。