Question

【題目】利用如圖甲所示的裝置可以驗證牛頓第二定律。

(1)除了圖中器材外，在下列器材中還必須使用的有___________（選填選項前的字母）。

A．低壓直流電源 B．220V、50Hz的交流電源

C．天平（或電子秤） D．刻度尺

(2)如圖乙所示為某同學某次實驗中打出紙帶的一部分，已知實驗中打點計時器的打點周期為0.02s，紙帶上的A、B、C為三個相鄰的計數點，在每兩相鄰的計數點間還有4個點沒有畫出，A、B間的距離x1=6.15cm，B、C間的距離x2=6.63cm，則小車的加速度a=_________m/s2．

(3)該實驗中“細線對小車的拉力F等于砂和桶所受的總重力”是有條件的。若實驗前已經平衡好了摩擦，將小車的質量記為M，砂和桶的總質量記為m，重力加速度為g，根據牛頓第二定律可計算出細線作用于小車的拉力F=__________（用題中所給字母表示）。如果實驗中要進行質量M和m的選取，以下最合理的一組是_______。

A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

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

C．M =400g，m =10g、15g、20g、25g、30g、40g

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

(4)在本實驗中認為細線對小車的拉力F等于砂和桶的總重力mg，已知兩位同學利用實驗數據做出的圖像如圖丙中的1、2所示。下列分析正確的是________（選填選項前的字母）。

A．出現圖線1的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾斜度過大

B．出現圖線1的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾斜度過小

C．出現圖線2的原因可能是砂和桶的總質量不合適

D．出現圖線2的原因可能是小車的質量過大

Answer 1

【答案】BCD 0.48 C A C

【解析】

(1)[1]

AB．實驗中用到電火花計時器，所以需要220V、50Hz的交流電源，選項B正確，A錯誤；

C．驗證牛頓第二定律實驗中需要用天平測質量，選項C正確；

D．實驗中需要通過紙帶測出加速度，則需要刻度尺，，選項D正確。

故選BCD。

(2)[2]小車的加速度

(3)[3] 根據牛頓第二定律有，對整體有

對小車有

所以細線作用于小車的拉力

[4]當時，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的重力，因此最合理的一組是C。

(4)[5]

AB．由圖線1可知F=0時，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力過度，即木板一端墊得過高，選項A正確，B錯誤；

CD．出現圖線2的原因可能是砂和桶的總質量不合適，沒有滿足遠小于小車的質量，選項C正確，D錯誤。

故選AC。