题目内容

（7分）在“验证牛顿第二定律”实验中：

   （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出，打点计时器频率50Hz)，计数点间的距离如图所示，根据图中数据计算的加速度a=____ m／s2（保留三位有效数字）．

   （2）为减小误差，该实验要求小车的质量M跟砝码和托盘的总质量m的关系是M        m．

 

【答案】

（1）0.496（4分）；（2）≥（3分）

【解析】

 

练习册系列答案
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（1）如图1所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是：

a．
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
b．
电源应改用6V交流电源
电源应改用6V交流电源

c．
牵引小车的细线没有与木板平行
牵引小车的细线没有与木板平行
 d．
开始实验时，小车离打点计时器太远
开始实验时，小车离打点计时器太远

（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量，通常采用如下两个措施：
（A）平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；
（B）调整沙的多少，使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M，请问：
①以上哪一个措施中有何重大错误？
A
A

②在改正了上述错误之后，保持小车（包括砝码）质量M不变，反复改变沙的质量，并测得一系列数据，结果发现小车受到的合外力（小桶及砂重量）与加速度的比值略大于小车（包括砝码）质量M，经检查发现滑轮非常光滑，打点计时器工作正常，且事先基本上平衡了摩擦力，那么出现这种情况的主要原因是什么？
由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=
F
a
＜
mg
a
．
由于小桶及砂的失重，拉小车的合外力F＜mg，而处理数据时又将F=mg处理．因此，M=
F
a
＜
mg
a
．

（3）某一同学在“验证牛顿第二定律”的实验数据处理中作出了如图2的图象，形成这个图象的原因是平衡摩擦力时长木板倾角
过小
过小
、沙子
太多
太多
．（填“过大”、“过小”、“太多”、“太少”）
在验证牛顿第二定律实验中，我们先保持小车质量m不变，研究加速度a与力F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系…，这种实验方法叫
控制变量法
控制变量法
．某同学根据实验数据作出a与F的图象如图所示，图中的图象与横轴的差距较大，明显超出误差的范围，原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
．
在探究加速度与力、质量的关系实验中，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，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．

①当M与m的大小关系满足
m《M
m《M
时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力．
②在验证牛顿第二定律的实验中，下列做法错误的是
CD
CD

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮．
C．实验时先放开小车，再接通打点计时器电源．
D．小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出．
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时，探究加速度与所受合力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a-F关系分别如图2所示． 其原因分别是
没有平衡摩擦力或
没有平衡摩擦力或
、
平衡摩擦力不足
平衡摩擦力不足
．
在验证牛顿第二定律的实验中，下列说法正确的是（　　）
如图，在“验证牛顿第二定律”的实验中，下列说法不正确的一项是
D
D

A、实验用砂和砂桶的总重力代替小车的拉力，要求小车包括砝码的质量要远大于砂和砂桶的总质量．
B、曲线I可能是平衡摩擦力过度
C、曲线II可能是平衡摩擦力不足
D、绳子不一定要和木板平面平行．

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