Question

在利用右圖所示裝置進行的“驗證牛頓第二定律”實驗中，為了使小車受到的合外力等于小沙桶和沙的總重力，通常采用如下兩個措施：（A）平衡摩擦力：在長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊，Y反復移動木塊的位置，直到小車在小桶的拉動下帶動紙帶與小車一起做勻速直線運動；（B）調整沙的多少：使沙及小沙桶的總質量m遠小于小車和砝碼的總質量M，在實際操作中一般取m約為M的1/100．請問：
（1）以上哪一個措施中有何重大錯誤？
（2）在改正了上述錯誤之后，保持小車和砝碼的總質量M不變．反復改變沙的質量，并測得一系列數據，結果發現小車受到的合外力（小桶及砂的重量）與加速度的比值略大于小車和砝 碼的總質量M，經檢查發現滑輪非常光滑，打點計時器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出現這種情況的主要原因是什么？
①

 

②

 

．

Answer 1

分析：在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，為了使小車受到合外力等于小沙桶和沙的總重量，通常采用如下兩個措施：①平衡摩擦力：將長木板無滑輪的一端下面墊一小木塊，反復移動木塊的位置，直到小車在無動力的作用下帶動紙帶與小車一起做勻速直線運動；②調整沙的多少，使沙和小沙桶的總質量m遠小于小車和砝碼的總質量M

解答：解：（1）（A）中平衡摩擦力時，不應用小桶拉動小車做勻速運動，應讓小車自身下滑來平衡摩擦力即可．故選A．
（2）由于小車受到的實際拉力F＜mg，而處理數據時卻確認為F=mg，結果導致測量值

mg

a

=M+m大于實際值

F

a

=M．
故答案為：（1）A（2）由于小車受到的實際拉力F＜mg，而處理數據時卻確認為F=mg，結果導致測量值

mg

a

=M+m大于實際值

F

a

=M．

點評：“驗證牛頓第二定律”的實驗考查的知識點主要是：（1）實驗中需要注意的問題，可結合實驗原理記憶；（2）紙帶處理，一般求速度和加速度，速度找平均速度替代，加速度一般用逐差法．