题目内容

18．图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，实验中砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

（1）实验中，为了排除摩擦阻力的影响，应该平衡摩擦力，措施是将长木板的右（左．右）端略微垫高，使小车在没有拉力的情况下恰好能沿木板匀速下滑．
（2）实验总为了使砂和砂桶总重力的大小近似等于细线对小车的拉力大小，要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、39g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：AAB=4.22cm，SBC=4.65cm，SCD=5.08cm，SDE=5.49cm，SEF=5.91cm，SFG=6.34cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=0.43m/s2（结果保留2位有效数字）．

分析 （1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应平衡摩擦力；
（2）本实验中沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，即m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于沙和沙桶的重力；
（3）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距； 利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．

解答 解：（1）实验中，为了排除摩擦阻力的影响，应该平衡摩擦力，措施是将长木板的右端略微垫高，使小车在没有拉力的情况下恰好能沿木板匀速下滑．
（2）当m＜＜M时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是C．
故选：C．
（3）相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm=0.0422m、SBC=4.65cm=0.0465m、SCD=5.08cm=0.0508m、SDE=5.49cm=0.0549m、SEF=5.91cm=0.0591m、SFG=6.34cm=0.0634m；
相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，相邻的计数点时间间隔为T=0.1s，利用匀变速直线运动的推论△x=at2，得：
sDE-sAB=3a1T2
sEF-sBC=3a2T2
sFG-sCD=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：
a=$\frac{1}{3}$（a1+a2+a3）=$\frac{0.0549+0.0591+0.0634-0.0422-0.0465-0.0508}{9×（0.1）^{2}}$m/s2=0.43m/s2    
故答案为：（1）右；（2）C；（3）0.43．

点评 本题考查验证牛顿第二定律实验中的实验原理以及数据处理的方法，注意在求解加速度时要注意利用逐差法进行分析求解，这样可以利用更多的数据，从而减小实验误差．

练习册系列答案
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A．所用的时间是2.25sB．所用的时间是0.5s
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（1）求B中气体的压强；
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13．物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

（1）图2给出的是实验中该同学得到一条较为理想的纸带，从清晰的A点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为B、C、D、E、F、G，打点计时器打点频率为50Hz，由此纸带可得到此次实验滑块的加速度a=0.48m/s2． （结果保留两位有效数字）
（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有CD（填入所选物理量前的字母）
A．木板的长度l
B．木板的质量m1
C．滑块的质量m2
D．托盘和砝码的总质量m3
E．滑块运动的时间t
（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用所测物理量的字母表示，重力加速度为g），与真实值相比，测量的动摩擦因数偏大（填“偏大”或“偏小”）．
3．在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触后并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是（　　）
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10．一质量为1kg的滑块在光滑水平面内运动，某同学在该平面内建立xOy直角坐标系，并描绘出该滑块在水平面内沿坐标轴x轴和y方向上的分式的图象分别如图所示，则下列说法正确的是（　　）
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