Question

（1）如圖1所示，是某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，他在圖示狀態下開始做實驗，該同學的裝置和操作中的主要錯誤是：
①

打點計時器沒有使用交流電源

；②

沒有平衡摩擦力

；
③

細線與木板不平行

；④

小車沒有靠近打點計時器

．
（2）如圖2為某次實驗得到的紙帶，紙帶上相鄰計數點間有4個點未畫出，則小車的加速度大小為

0.64

m/s²．（保留兩位有效數字）

（3）控制砂桶與里面砝碼的總質量不變，改變小車的質量M，實驗中得到如圖3所示的a-

1

M

圖象，圖象沒有過原點的原因是：

平衡摩擦力時木板墊的過高

．

Answer 1

分析：（1）打點計時器應使用交流電源；實驗時小車應靠近打點計時器；
在實驗前應平衡小車受到的摩擦力；砂桶與小車的連線應平行于木板．
（2）根據勻變速運動的推論△x=at²求出加速度．
（3）驗證牛頓第二定律的實驗中應平衡摩擦力，平衡摩擦力后小車受到的合力等于砂桶的重力，
如果平衡摩擦力時木板墊地太高，平衡摩擦力過度，小車受到的拉力大于砂桶的拉力．

解答：解：（1）由圖1所示實驗裝置圖可知，存在的問題有：
①打點計時器沒有使用交流電源；②沒有平衡摩擦力；
③細線與木板不平行；④小車沒有靠近打點計時器．
（2）計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，小車的加速度：
a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

≈0.64m/s² ．
（3）a-

1

M

圖象沒有過坐標原點，在縱軸上有截距，
在表明在砂桶對小車沒有施加拉力前，小車已經具有加速度，
小車受到的合力大于砂桶的拉力，這是由于在平衡摩擦力時，
木板被墊地過高，平衡摩擦力過度造成的．
故答案為：（1）①打點計時器沒有使用交流電源；②沒有平衡摩擦力；
③細線與木板不平行；④小車沒有靠近打點計時器．
（2）0.64；（3）平衡摩擦力時木板墊的過高．

點評：本題考查了驗證牛頓第二定律實驗的注意事項、求加速度、實驗數據分析等；在驗證牛頓第二定律實驗時，應平衡摩擦力，但平衡摩擦力不能過度．