Question

【題目】圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為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=200g，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

(3)下圖是實驗中得到的一條已打點的紙帶，紙帶上的A、B、C、D、E、F、G均為相鄰計數點，已知打點計時器的打點周期為0.02s，相鄰兩個計數點之間還有4個計時點未畫出，相鄰計數點之間的距離已標注在圖上，則小車運動的加速度大小a= _____ m/s2，打C點時的速度大小vC= _____m/s。(以上結果都保留2位有效數字)。

Answer 1

【答案】 B; C; 0.91; 0.40;

【解析】(1)實驗時，應平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是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．故選C．

(2)當m＜＜M時，即當砂和砂桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．故選C．

(3)由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，設A到B之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4、x5、x6，根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2，x5-x2=3a2T2，x6-x3=3a3T2，為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：，即小車運動的加速度計算表達式為：.

根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大小．。