Question

2．某同学用如图1所示的装置“探究牛顿第二定律．”

（1）为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用（填“电磁”或“电火花”）电火花式打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动穿过计时器的纸带时能做匀速直线运动．应在释放小车之前（填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源．
（2）在砂桶质量远小于小车质量条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．在保持小车的质量不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．
（3）在“探究质量一定时，加速度a和力F的关系”的实验中，此同学根据实验数据作出了如图2所示的实验的a-F的图象，其原因是没有平衡摩擦力或平衡不够．

Answer 1

分析 ①本实验中要求用沙和沙桶的拉力等效代替绳子的拉力，故应保证小车受到的摩擦力为零；
②在砂桶质量远小于小车质量的情况下，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶受到的重力；实验要注意控制变量法的应用；
③根据图象的性质及牛顿第二定律进行分析，明确图象不过原点的原因

解答 解：①电火花式打点计时器阻力较小，应选用电火花式的打点计时器；
实验中要研究牛顿第二定律，为了能有效控制拉力的大小，应通过右侧垫高的方法使小车受到的摩擦力与重力的分力相互平衡；平衡的依据就是在小车没有沙桶控制下，小车做匀速直线运动；实验时应先开电源再放小车；
②砂桶质量远小于小车质量的条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力；
探究加速度与合力的关系时，应控制小车的质量不变，改变拉力大小，看加速度与力间有什么关系；
③由图可知，在拉力较大时才能出现加速度，说明没有平衡摩擦力或平衡不够；
故答案为：（1）电火花；匀速直线运动；之前；（2）砂桶质量远小于小车质量，小车的质量；（3）没有平衡摩擦力或平衡不够．

点评 解决本题要知道验证牛顿第二定律实验和验证动能定理实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度、动能增加量、合力的功等．