题目内容

《验证牛顿第二定律实验》中，
（1）认为沙和沙桶的重力为拉小车运动的合力，除了要平衡摩擦力、沙和沙桶总质量远小于小车及其上砝码总质量外，还要求调节                                   .

（2）作出（m为小车及其上砝码总质量）如图，直线不过原点则有关原因说法是：                             .

（1） 定滑轮高度使细绳与长木板平形                                                         
（2） 平衡摩擦力时倾角太小（没有平衡摩擦力、摩擦力太大了

解析

练习册系列答案
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（1）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图甲所示，这时读出的数值是
8.473（8.472-8.474）
8.473（8.472-8.474）
mm；用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是
10.060
10.060
cm．

（2）①在验证牛顿第二定律的实验中，为了研究质量不变时，加速度和作用力的关系，一位同学将一端带滑轮的木板放在水平桌面上，安装好打点计时器，面后连续做了五次实验．在做第一次实验时，砂和砂桶的总质量为m1，小车质量M=20m1，以后每次在砂桶里增加质量为△m的砂子，△m=
m1
2
．这五次实验中，若用砂和砂桶的总重力表示小车所受的合力，则第
五
五
次实验的数据误差最大，按这五组数据画出的a-F图象应是下列图中的
C
C
．

②在此实验中，当砂和砂桶的总质量远小于小车总质量时，拉小车的力可认为等于砂和砂桶总重力．设此拉力为F实，而将小车真正受到的力设为F真，若定义
|F实-F真|
F真
×100%为实验的百分误差，如果实验要求误差不大于5%，则当小车的总质量为200g时，砂和砂桶的总质量最大不能超过
10
10
g．
（1）用如图1所示的实验装置，验证牛顿第二定律．

①在平衡摩擦力时，先取下砂桶，将木板不带滑轮的一端垫高，让打点计时器接
交流电源
交流电源
（选填“交流电源”或“直流电源），然后
轻轻推动
轻轻推动
（选填“静止释放”或“轻轻推动”）小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图1右所示，则应
减小
减小
（选填“增大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹
间隔均匀
间隔均匀
，平衡摩擦力才算完成．
②图2是某次实验中得到的一条纸带，则小车的加速度是
5.00
5.00
m/s2．（计算结果保留三位有效数字）
（2）①甲同学用多用电表测定一只电阻的阻值，操作如下：
多用电表电阻档有4个倍率：分别为×1K、×100、×10、×1．该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大（指针位置如图3中虚线所示）．为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
a．
重新选×10档测量
重新选×10档测量
；
b．两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；
c．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是
120
120
Ω．
②乙同学用伏安法测量某金属丝的电阻（阻值5～10Ω），实验室提供了下列器材．
A．电压表（0～3V，内阻1kΩ）  B．电压表（0～15V，内阻5kΩ）
C．电流表（0～0.6A，内阻2Ω）      D．电流表（0～3A，内阻0.5Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，0.2A）        F．滑动变阻器（50Ω，0.6A）
G．直流电源（6V，内阻不计）
另有开关一个、导线若干．
实验中有两种电路可供选择，如图4（甲）和（乙）所示．
本次实验中电路应选
乙
乙
（选填“甲”或“乙”），电压表应选
A
A
，电流表应选
C
C
，滑动变阻器应选
F
F
．（只填器材前的字母代号即可）．
（1）某位同学在做验证牛顿第二定律实验时，实验前必须进行的操作步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（2）正确操作后通过测量，作出a-F图线，如图1中的实线所示．试分析：图线上部弯曲的原因是
没有满足小车质量M远大于砂和砂桶的质量m
没有满足小车质量M远大于砂和砂桶的质量m
；

（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，如图2是某同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=
a=
[(s3+s4)-(s1+s2)]
100
f2
a=
[(s3+s4)-(s1+s2)]
100
f2
（用英文字母表示）；根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为
0.60
0.60
m/s2（结果保留两位有效数字）．
关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实过程，以下做法中正确的是（　　）
A、平衡摩擦力时，应将装沙的小桶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
C、实验时，先放开小车，再接通电源
D、可以利用天平测出沙桶和沙的质量m和小车的质量M，直接用公式a=
mg
M
求出加速度

（12分）如图所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图象和速率—时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g="9.8" m/s2，结果保留一位有效数字).

(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如下图实所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a =      m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响         .(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)

(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变         可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变          可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系.
(3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的x-t图线如下图实所示.图线不对称是由于       造成的，通过图线可求得滑块与滑板间的动摩擦因数=         .

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