Question

2．某小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律．实验中，他们平衡了摩擦力，用天平测出小车的总质量，用细线所挂钩码的总重代替小车所受的牵引力大小F．
（1）他们还在实验时调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行．这样做的目的是D．
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．保证小车最终能够做匀速直线运动
D．使细线拉力等于小车受到的合力
（2）实验得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，O、A、B、C、D是在纸带上选取的计数点，相邻计数点间还有4个打的点未画出，AB、CD间的距离分别为x₁、x₂，打点计时器的打点周期为T，则小车运动的加速度大小为$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$．
（3）如表录了小车质量一定时，牵引力大小F与对应的加速度a的几组数据，请在图丙的坐标中描点作出a-F图线．

钩码个数	1	2	3	4	5
F（N）	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
a（m•s-2）	0.92	1.68	2.32	2.88	3.32

（4）实验中画出的a-F图线与理论计算的图线（图中已画出）有明显偏差，其原因主要是不满足小车及所加钩码的总质量远大于所挂钩码质量．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材，牵引小车的细绳与木板平行．这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力．
（2）根据连续相等时间内位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度；
（3）根据描点法作出图象；
（4）根据图象分析原因．

解答 解：（1）使牵引小车的细绳与木板平行．这样做的目的是可在平衡摩擦力后使用细绳拉力等于小车受的合力．
故选：D．
（2）因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=5T，
匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即△x=at²，则有：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{2t}^{2}}$=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$
（3）根据描点法作出图象，如图所示：
（4）探究加速度与力的关系实验中，当钩码质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码重力，如果钩码质量太大，没有远小于小车质量，小车受到的拉力明显小于钩码重力，实验误差较大，a-F图象不再是直线，而发生弯曲，变成曲线．
故答案为：（1）D；（2）$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$；（3）如图所示；（4）不满足小车及所加钩码的总质量远大于所挂钩码质量

点评 对于实验题，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，探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，应控制砂桶总质量远小于小车质量．