题目内容
【题目】用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。
（1）实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂砂桶，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫木把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做_________（填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。
（2）在研究物体加速度与力的关系时，应保持不变的是_______（填选项前的字母）。
A．小车的总质量 B．砂和桶的总质量
（3）实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB=__________m/s。多测几个点的速度作出v–t图像，就可以算出小车的加速度。
（4）“细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg”是有条件的。若把实验装置设想成如图丙所示的模型：水平面上的小车，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有砂的小桶相连。已知小车的质量为M，砂和桶的质量为m，重力加速度为g，不计摩擦与空气阻力。请通过推理说明，当满足什么条件时，细线作用于小车的拉力F近似等于砂和桶所受的重力mg_______________？
【答案】匀速 A 
【解析】
（1）实验前平衡小车与木板间摩擦力，先不挂砂桶，接好打点计时器和纸带，用垫木把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做匀速运动为止；
（2）本实验采用控制变量法，在研究物体加速度与力的关系时，应保持小车的总质量不变，故选项A正确，B错误；
（3）由于相邻计数点之间还有4个点没有标出，所以相邻计数点的时间间隔为
，根据匀变速运动的中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知，B点速度大小为：
；
（4）对M根据牛顿第二定律：
对
根据牛顿第二定律有：
整理可以得到：
，当时，
。
