Question

【题目】图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和钩码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小近似作为细线对小车拉力的大小。

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力近似等于小车所受的合外力，应该进行的操作是：

①平衡摩擦力

②调节长木板上滑轮的高度，使细线和长木板平行。

(2)实验中，为了始终保证用砂和砂桶总重力的大小近似作为细线对小车拉力的大小，除了(1)的操作，还需要满足的条件是_____________________________________。

(3)在某组实验中，打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流，用毫米刻度尺测量一段纸带，如图所示，其零刻度和计数点A对齐（已知每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）。（本小题的计算结果保留2位小数）

由以上数据计算打点计时器在打E点时，小车的瞬时速度vE=______m/s，小车的加速度为a=______m/s2。如果当时电网中交变电流的频率是f=48Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_____（填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】m<<M0.25m/s大

【解析】

(2)由和，可得，则当小车质量远大于砂与砂桶质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力．

(3)计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s；

小车的瞬时速度,

小车的加速度：.

如果当时电网中交变电流的频率是f=48Hz，而做实验的同学并不知道，打点计时器的打点间隔大于0.02s而求加速度时打点时间间隔按0.02s计算，代入时间偏小，所求加速度偏大．