Question

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

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

(2)某同學(xué)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(xué)的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行？答：__________________________________

(3)如果這位同學(xué)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(zhì)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(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出，打點(diǎn)計時器頻率50Hz），計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=_______m/s2（保留三位有效數(shù)字）．

(5)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)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(yīng)該用6V交流電源 ③牽引小車的細(xì)線不與木板平行④開始實(shí)驗(yàn)時，小車離打點(diǎn)計時器太遠(yuǎn)。 （2）不正確，應(yīng)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(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；根據(jù)勻變速直線運(yùn)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(yīng)用交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器端；④左端連接的細(xì)線應(yīng)與木板平行。

（2）不正確。平衡摩擦力的結(jié)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(yùn)動。

（3）不施加力時小車有加速度，根據(jù)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(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s，

設(shè)0到1之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，

根據(jù)勻變速直線運(yùn)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(zhǔn)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(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為：a=×102m/s2=0.496m/s2；

（5）本實(shí)驗(yàn)要求砂桶和砂子質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，所以A組數(shù)據(jù)比較合理，故選：A