Question

图3－4－13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.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．

(1)(单选)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　 (　　)

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时

器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，

撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观

察判断小车是否做匀速运动

(2)(单选)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是 　 (　　)．

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)图3－4－14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：s_AB＝4.22 cm、s_BC＝4.65 cm、s_CD＝5.08 cm、s_DE＝5.49 cm，s_EF＝5.91 cm，s_FG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝________m/s².(结果保留两位有效数字)．

图3－4－13

图3－4－14

Answer 1

解析　(1)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，则需要平衡摩擦力，并使细线与长木板平行．平衡摩擦力的方法是只让小车牵引纸带(撤去砂及砂桶)，纸带穿过打点计时器，并垫高长木板不带滑轮的一端，打点计时器接通电源工作．如果打出纸带上的点迹分布均匀，则说明小车做匀速运动．故选项B正确，选项A、C错误．

(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力，则M≫m，且尽可能地多做几组．故选项C最合理．

(3)根据题意，相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，

根据Δs＝aT²，得，

s_DE－s_AB＝3a₁T²　s_EF－s_BC＝3a₂T²　s_FG－s_CD＝3a₃T²

所以小车的加速度

a＝＝＝0.42 m/s².

答案　(1)B　(2)C　(3)0.42