Question

在做牛顿第二定律实验时：
（1）如图是某同学得到的一条纸带，从0点开始每5个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6，测得x₁=5.18cm，x₂=4.40cm，x₃=3.62cm，x₄=2.78cm，x₅=2.00cm，x₆=1.22cm．根据纸带求得小车的加速度为______m/s²（结果保留两位有效数字） 

（2）在实验中另一同学得不出当小车的质量一定时加速度a与作用力F成正比的正确图线，而是得出下列图线．请分别说出得出图中A、B、C三种图的原因．

①得到A图的原因______．
②得到B图的原因______．
③得到C图的原因______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
（2）①A图象表明在小车的拉力为0时，合外力大于0，说明平衡摩擦力过度．
②B图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
③当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．
解答：解：（1）打点计时器的打点周期为0.02s，所以相邻两记数点间的时间间隔为：T=5×0.02=0.1s．
根据逐差法有：
a==-0.80m/s2，负号表示与运动方向相反．
（2）①A图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即平衡摩擦力时，轨道倾角过大．
②B图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．
③该实验中当小车的质量远大于砂、桶总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．
故答案为：（1）0.80
（2）①平衡摩擦力时，轨道倾角过大
②平衡摩擦力不够，或未平衡摩擦力
③未满足小车质量远远大于砂、桶总质量
点评：（1）本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含义．