Question

实验课上，同学们利用如图a所示的实验装置“验证牛顿第二定律”．实验中认为细绳对小车拉力F等于钩码的重力，小运动加速度a可用纸带上点求得：
（1）图b为某次实验得到的纸带，其中每两个计数点之间有四个打点没有画出，已知打点计时器的打点周期是0.02．根据纸带可求出小车的加速度大小为

0.60

m/s²（保留二位有效数字）
（2）下列说法正确的是

A

A．本实验小车质量应远大于钩码的质量
B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
C．实验时应先释放小车后再接通电源
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作出a-M图象才好判断（M为小车总质量）
（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象，可能是图C中的图线

丙

．（选填“甲”、“乙”、“丙”）

Answer 1

分析：（1）根据纸带实验数据，应用匀变速直线运动的推论△x=at²可以求出小车的加速度；
（2）根据实验注意事项分析答题；
（3）实验时如果没有平衡摩擦力，小车受到的合力等于钩码重力与摩擦力的合力，当钩码的拉力大到一定程度时，小车才有加速度，分析图示图象答题．

解答：解：（1）由题意知，计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，由图示纸带可知，
小车的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

=

0.0303-0.0121+0.0362-0.0183+0.0425-0.0242

9×0．12

≈0.60m/s²；
（2）A、当小车质量远大于钩码的质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，实验时应保证小车质量远大于钩码质量，故A正确；
B、实验前应平衡摩擦力，一旦平衡摩擦力，在实验中不需要再次平衡摩擦力，每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、实验时应先接通电源，然后再释放小车，故C错误；
D、在拉力一定时，小车的加速度与质量成反比，与质量的倒数成正比，在用图象探究加速度与质量关系时，为了方便实验数据出处理应作出a-

1

M

图象，故D错误；
（3）实验时如果没有平衡摩擦力，小车受到的合力等于绳子拉力（钩码重力）与摩擦力的合力，小于钩码的重力，当拉力拉力小于摩擦力时，小车加速度等于零，即a-F图象在F轴上有截距，由图c所示图象可知，没有平衡摩擦力而得出的图象为图线丙．
故答案为：（1）0.60；（2）A；（3）丙．

点评：本题考查了求小车加速度、实验注意事项、实验数据处理等问题；在验证牛顿第二定律实验时，要平衡摩擦力，需要注意小车质量应远大于钩码质量．