题目内容
【题目】在“验证牛顿第二定律”的实验中,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,砂和砂桶的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出.
(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电.改变砂桶中砂子的多少,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用图2给出的数据可求出小车运动的加速度a=m/s2 . (结果保留三位有效数字)
【答案】
(1)B
(2)C
(3)1.58
【解析】解::(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,即平衡摩擦力,B符合题意.
所以答案是:B(2)当m<<M时,即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量,绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力.因此最合理的一组是C.
故选:C.(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,相邻的计数点时间间隔为T=0.1s,
利用匀变速直线运动的推论△x=at2,得:
sDE﹣sAB=3a1T2
sEF﹣sBC=3a2T2
sFG﹣sCD=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:
a= (a1+a2+a3)= m/s2=1.58m/s2
所以答案是:(1)B;(2)C;(3)1.58