题目内容
14．某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：（1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线 B．天平（含配套砝码）
C．秒表 D．刻度尺 E．细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是C（填代号）．
（2）下列做法正确的是AD （填字母代号）．
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（3）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况．其中一部分纸带上的点迹情况如图2甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=0.680m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=1.61m/s2．（结果保留三位有效数字）
（4）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图2乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，图线在末端弯曲的原因是砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M．
分析 （1）根据实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体匀加速直线运动的加速度．
（4）图乙表明在小车的拉力为0时，小车有加速度，即合外力大于0，说明平衡摩擦力过度；当小车的质量远大于砂和小砂桶的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和小砂桶的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．
解答 解：（1）在实验中，打点计时器可以测量时间，所以不需要秒表．上述器材中不必要的为C．
（2）A、调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行．故A正确；
B、在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上．故B错误；
C、实验时，应先接通电源，再释放小车．故C错误；
D、通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度．故D正确．故选：AD．
（3）B点的速度等于AC段的平均速度，则有：vB=$\frac{{x}_{2}}{2t}$=$\frac{0.1359}{2×0.1}$≈0.680m/s，
根据△x=at2得：a=$\frac{{x}_{BC}-{x}_{AB}}{{t}^{2}}$=$\frac{{x}_{2}-2{x}_{1}}{{t}^{2}}$=$\frac{0.1359-2×0.0599}{0．{1}^{2}}$=1.61m/s2；
（4）由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大；
该实验中当小车的质量远大于钩码质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和小砂桶的总重力大小，随着F的增大，即随着砂和小砂桶质量增大，逐渐的砂和小砂桶不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象；
故答案为：（1）C；（2）AD；（3）0.680；1.61；（4）平衡摩擦力过度；砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M．
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后结合物理规律去解决实验问题，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．
文敬图书课时先锋系列答案
小明想推动家里的衣橱，但使足了力气也推不动，他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了，下列说法中正确的是（ ）| A． | A板对衣橱的推力一定小于小明的重力 | |
| B． | 人字形架的底角越大，越容易推动衣橱 | |
| C． | 人字形架的底角越小，越容易推动衣橱 | |
| D． | A板对衣橱的推力大小与人字形架的底角大小无关 |
如图，一矩形导线框ABCD处于水平匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈的面积是0.5m2，线圈电阻为r=1Ω，匀强磁场的磁感应强度B=$\frac{\sqrt{2}}{π}$T，线框输出端通过电刷与电流表、理想变压器原线圈相连，副线圈两端接有一只“18V、12W”的灯泡L．当线框转速n=50r/s时，灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.2A．
一个带电小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度为v1．撤去磁场其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度为v2，则下列论述正确是（ ）| A． | x1＞x2 | B． | t1＞t2 | C． | v1和v2大小相等 | D． | v1和v2方向相同 |
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| C． | 物体所受的合外力为40N | D． | 物体所受的合外力为零 |
| A． | 当物体做匀加速直线运动时 v1＞v2 | B． | 当物体做匀减速直线运动时 v1＞v2 | ||
| C． | 当物体做匀加速直线运动时v1＜v2 | D． | 当物体做匀减速直线运动时 v1＜v2 |