Question

1．某实验小组利用如图1所示的装置验证牛顿第二定律．
原理是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，通过纸带分析得到的实验测量值，比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律．
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力后的实验过程中打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度的实验测量值a_测=0.16m/s²．（结果保留两位有效数字）
（2）如果用天平测得小车和车内钩码的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则小车加速度的理论值为a_理=$\frac{mg}{M+m}$（当地的重力加速度为g）
（3）对于该实验下列做法正确的是BD（填字母代号）
A．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将砝码和砝码盘通过定滑轮拴小车上
B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
C．小车和车内钩码的总质量要远大于砝码和砝码盘的总质量
D．通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
E．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源．

Answer 1

分析 （1）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．
（2）对整体分析，结合牛顿第二定律求出小车加速度的理论值．
（3）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．

解答 解：（1）根据${x}_{23}-{x}_{12}=a{T}^{2}$得小车加速度的测量值为：
a_测=$\frac{{x}_{23}-{x}_{12}}{{T}^{2}}=\frac{（3.68-3.52）×1{0}^{-2}}{0.01}$m/s²=0.16m/s²；
（2）对整体分析，根据牛顿第二定律得小车加速度的理论值为：
a_理=$\frac{mg}{M+m}$．
（3）A、在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不能将砝码和砝码盘通过定滑轮拴小车上，故A错误．
B、调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，使得绳子的拉力等于小车的合力，故B正确．
C、该实验是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，通过纸带分析得到的实验测量值，比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律，不需要满足绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力，故C错误．
D、通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确．
E、实验时应先接通电源，再释放小车，故E错误．
故选：BD．
故答案为：（1）0.16（0.15也对）；（2）$\frac{mg}{M+m}$；（3）BD．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，注意该实验与探究加速度与质量和合力的关系不同，不需要满足绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力．对于第二问，也可以隔离分析，运用牛顿第二定律联立求解．