题目内容

在“验证牛顿第二定律的实验”中，某同学设计了如图所示的实验方案。两个相同的小车放在光滑水平板上，前端各系一细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码。小盘和砝码所受的重力等于使小车匀加速运动的力（本题可以这样近似处理）。增减盘中砝码可以改变小车受到的合力，增减小车上的砝码可以改变小车的质量。两小车后端各系一细线，用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上，使小车静止。抬起黑板擦，两小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来。
两小车及其中砝码的总质量分别记为m1、m2，两个小盘及其中砝码所受的总重力分别记为G1、G2，实验中，从右图所示位置由静止开始抬起黑板擦又放下，两小车通过的位移分别为x1、x2。则根据以上数据：
（1）当满足      时，验证         即可验证小车加速度与合力成正比；
（2）当满足      时，验证         即可验证小车加速度与质量成反比。
（用含m1、m2、G1、G2、x1、x2的表达式作答）

（1）满足m1=m2，验证x1：x2=G1：G2（2）满足G1=G2，验证x1：x2=m2：m1

解析

练习册系列答案
相关题目
（1）如图1所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是：

a．
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
b．
电源应改用6V交流电源
电源应改用6V交流电源

c．
牵引小车的细线没有与木板平行
牵引小车的细线没有与木板平行
 d．
开始实验时，小车离打点计时器太远
开始实验时，小车离打点计时器太远

（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：
（A）平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
（B）调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M，请问：
①以上哪一个措施中有何重大错误？
A
A

②在改正了上述错误之后，保持小车（包括砝码）质量M不变，反复改变沙的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（小桶及砂重量）与加速度的比值略大于小车（包括砝码）质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？
由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=
F
a
＜
mg
a
．
由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=
F
a
＜
mg
a
．

（3）某一同学在“验证牛顿第二定律”的实验数据处理中作出了如图2的图象，形成这个图象的原因是平衡摩擦力时长木板倾角
过小
过小
、沙子
太多
太多
．（填“过大”、“过小”、“太多”、“太少”）
在验证牛顿第二定律实验中，我们先保持小车质量m不变，研究加速度a与力F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系…，这种实验方法叫
控制变量法
控制变量法
．某同学根据实验数据作出a与F的图象如图所示，图中的图象与横轴的差距较大，明显超出误差的范围，原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
．
在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．

①当M与m的大小关系满足
m《M
m《M
时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力．
②在验证牛顿第二定律的实验中，下列做法错误的是
CD
CD

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮．
C．实验时先放开小车，再接通打点计时器电源．
D．小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出．
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时，探究加速度与所受合力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F关系分别如图2所示． 其原因分别是
没有平衡摩擦力或
没有平衡摩擦力或
、
平衡摩擦力不足
平衡摩擦力不足
．
在验证牛顿第二定律的实验中，下列说法正确的是（　　）
如图，在“验证牛顿第二定律”的实验中，下列说法不正确的一项是
D
D

A、实验用砂和砂桶的总重力代替小车的拉力，要求小车包括砝码的质量要远大于砂和砂桶的总质量．
B、曲线I可能是平衡摩擦力过度
C、曲线II可能是平衡摩擦力不足
D、绳子不一定要和木板平面平行．

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