Question

“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某组同学制定实验方案、选择实验器材且组装完成，在接通电源进行实验之前，实验装置如图1所示．

（1）下列对此组同学操作的判断正确的是

BCD

A．打点汁时器不应该固定在长木板的最右端，而应该固定在靠近定滑轮的那端，即左端．
B．打点汁时器不应使用干电池．应使用低压交流电源
C．实验中不应该将长木板水平放置，应该在右端垫起合适的高度，平衡小车的摩擦力
D．小车初始位嚣不应该离打点汁时器太远，而应该靠近打点计时器放置
（2）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图2，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是

平衡摩擦力过度

．
（3）砂和砂桶质量m

B

  小车质量M时，才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力
A．远大于
B．远小于
C．接近（相差不多）
D．大于
（4）某同学顺利地完成了实验．某次实验得到的纸带如图3所示，纸带中相邻计数点间的 距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得打点1时小车的速度是

0.26

m/s．小车的加速度大小

0.50

m/s²．（结果保留二位有效数字）

Answer 1

分析：（1）打点计时器应固定在没有定滑轮的一端，打点计时器使用交流了电；实验时应平衡摩擦力；开始时小车应靠近打点计时器．
（2）平衡摩擦力时，如果木板垫起的太高，过平衡摩擦力，小车重力平行于木板方向的分力大于小车受到的摩擦力，在不施加拉力时，小车已经有加速度，a-F图象不过坐标原点，在a轴上有截距．
（3）砂与砂桶的质量远小于小车质量时，细线对小车的拉力近似等于砂和砂桶的重力．
（4）做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度；
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值，△x=at²，据此求出纸带的加速度．

解答：解：（1）A、打点汁时器应该固定在长木板没有定滑轮的右端，故A错误；
B、打点汁时器不应使用干电池．应使用低压交流电源，故B正确；
C、实验中不应该将长木板水平放置，应该在右端垫起合适的高度，平衡小车的摩擦力，故C正确；
D、小车初始位嚣不应该离打点汁时器太远，而应该靠近打点计时器放置，故D正确；
故选BCD．
（2）由图2所示a-F图象可知，图象不过原点，在a轴上有截距，这说明在不加拉力时，小车已经具有加速度，这是由于平衡摩擦力时木板垫的过高，木板倾角过大，平衡摩擦力过度造成的．
（3）砂和砂桶质量m远小于小车质量M时，才可以认为细绳对小车的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力，故B正确．
（4）计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s，小车做匀变速运动，
打点1时小车的速度v₁=

x1+x2

2t

=

0.0240s+0.0289m

2×0.1s

≈0.26m/s；
小车做匀变速直线运动，△x=at²，小车加速度a=

x3-x1

2t2

=

0.0339m-0.0240m

2×(0.1s)2

≈0.50m/s²．
故答案为：（1）BCD；（2）平衡摩擦力过度；（3）B；（4）0.26；0.50．

点评：要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度．