Question

【題目】某物理興趣小組的同學用圖甲所示裝置來“驗證牛頓第二定律”。同學們在實驗中，都將砂和小桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小，通過改變小桶中砂的質量改變拉力。為使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，實驗中需要平衡摩擦力。

①下列器材中不必要的是___(填字母代號).

A. 交流電源 B. 秒表 C. 天平(含砝碼) D. 直流電源

②下列實驗操作中,哪些是錯誤的___(填字母代號).

A. 調節滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行

B. 每次實驗，都要先放開小車，再接通打點計時器的電源

C. 平衡摩擦力時，將懸掛小桶的細線系在小車上

D. 平衡摩擦力時，讓小車后面連著已經穿過打點計時器的紙帶

③圖乙是某同學實驗中獲得的一條紙帶.A、B、C為三個相鄰的計數點,若相鄰計數點之間的時間間隔為T.A、B間的距離為x1,A、C間的距離為x2,則小車的加速度a=______(用字母表達).

④圖丙是小剛和小芳兩位同學在保證小車質量一定時，分別以砂和小桶的總重力mg為橫坐標，以小車運動的加速度a為縱坐標，利用各自實驗數據作出的amg圖象。

a.由小剛的圖象，可以得到實驗結論：________________________________________.

b.小芳與小剛的圖象有較大差異,既不過原點,又發生了彎曲,下列原因分析正確的是______(填字母代號).

A. 圖象不過原點，可能是平衡摩擦力時木板傾角過大

B. 圖象不過原點，可能是平衡摩擦力時木板傾角過小

C. 圖象發生彎曲，可能是砂和小桶的質量過大

D. 圖象發生彎曲，可能是小車的質量過大

Answer 1

【答案】（1）BD， （2）BC， （4）①在物體的質量一定時，物體的加速度與受到的合外力成正比； ②BC

【解析】

（1）AD.電磁打點計時器使用的是低壓交流電源，故A不符合題意，D符合題意。

B.電磁打點計時器是計時儀器，不需要秒表，故B符合題意。

C.驗證牛頓第二定律的過程需要使用天平（含砝碼）測量物體與小車的質量，故C不符合題意。

（2）A.在實驗中要注意調節滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板平行，才能使細繩的拉力平行于運動方向，故A說法正確。

B.實驗時，應該先接通電源，后釋放小車，故B說法錯誤。

C.在調節木板傾斜程度平衡小車受到的滑動摩擦力是，需要將裝有砂的砂桶摘下，故C說法錯誤。

D.平衡摩擦力是，讓小車后面連著已經穿過打點計時器的紙帶，故D說法正確。

（3）相鄰計數點間的時間間隔為，由勻變速直線運動的推論，可知加速度為：

（4）a.由小剛的圖象，可以得到的實驗結論：在物體的質量一定時，物體的加速度與受到的合外力成反比。

b.AB.圖象不過原點，在拉力大于零的情況下，小車的加速度仍然為零，說明可能是平衡摩擦力時木板的傾斜角過小，平衡摩擦力不足造成的，故B正確。

CD.本實驗的要求小車的質量要遠大于砂和砂桶的質量，這樣小車受到的合力才近似等于砂和砂桶的重力，圖象才是一條直線；如果不滿足小車的質量要遠大于砂和砂桶的質量，小車受到的合力不能近似等于砂和砂桶的重力，則圖象就會彎曲，故C正確，D錯誤。