Question

圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的質量為 m，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＝200 g，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)下圖是實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：S_AB＝4.22 cm、S_BC＝4.65 cm、S_CD＝5.08 cm、S_DE＝5.49 cm、S_EF＝5.91 cm、S_FG＝6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a＝______m/s²
(結果保留2位有效數字)．

Answer 1

(1) B　(2) C   (3)  

試題分析：(1)本實驗中木板對小車，打點計時器對紙帶都有一定的摩擦，為了平衡摩擦，需要把長木板的一端墊起適當的高度，此時一定要小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，不能讓砂和砂桶提供拉力，給打點計時器通電，輕推小車，讓小車運動，通過紙帶判斷小車是否勻速，調節墊高的高度，直到紙帶上的點的間距相等時為止。
故選B
(2)本實驗拉力不等于砂和砂桶的重力，只有當M>>m時，拉力才近似的等于砂和砂桶的重力，十倍以上才叫遠遠大于，故選C
(3)根據題意可知，相鄰計數點的時間間隔T=0.10s，根據逐差法有。
點評：本實驗中由于砂和砂桶也做加速運動，繩子對砂和砂桶的拉力小于砂和砂桶的重力，當M>>m時，拉力才近似的等于砂和砂桶的重力。