Question

（7分）某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：

（1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线
B．天平(含配套砝码)
C．秒表
D．刻度尺
E．细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是        (填代号)。
（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度v_B=         m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=             m/s²。（结果保留三位有效数字）

（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是                               ，图线在末端弯曲的原因是                              。

Answer 1

（1）C （1分）（2）0.680 （1分）； 1.61 （2分）（3）平衡摩擦力过度      （1分）
砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M （2分）

试题分析：（1）由于打点计时器就是一个计时装置，所以不需要秒表（2）由图中知T=0.1s,匀变速直线运动的平均速度等于时间中点的瞬时速度，=0.680m/s，由知，，解得，由题中x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，带入上式解得a=1.61m/s²。
（3）由图中知，当F=0时，a≠0，说明重力的分力产生了加速度，原因是平衡摩擦力过度，所以图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度；以小车、砂和小砂桶整体为研究对象得：，以小车为研究对象得，联立解得，当时，在图线中，F越大，mg越大，就越不满足的条件，所以图线在末端弯曲。