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在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了提高实验的准确性,尽可能的减小实验误差,在实验时要满足一些条件.比如,小车的质量为M,用于产生拉力的沙子和桶的质量为m,实验中应满足________;或者采取一些必要的手段,如在实验前应把长木板的一端垫起适当的高度,目的是为了________.

m<<M    用小车的重力沿斜面的分量平衡摩擦力
分析:对整体来说mg=(m+M)a,认为绳子的拉力等于物体所受合外力即T=≈Mg.由于我们认为绳子的拉力约等于沙子和桶的重力,故应该平衡滑动摩擦力,使物体的重力沿斜面的分量平衡物体下滑过程中受到的滑动摩擦力.
解答:以整体为研究对象可得mg=(m+M)a
则绳子的拉力T=M=
在实验中我们认为T=mg
故m+M≈M
即m<<M.
由于我们认为绳子的拉力约等于沙子和桶的重力,故应该平衡滑动摩擦力,即把长木板的一端垫起适当的高度,使物体的重力沿斜面的分量平衡物体下滑过程中受到的滑动摩擦力.
故本题的答案为:M>>m;用小车的重力沿斜面的分量平衡摩擦力.
点评:本实验的原理:认为绳子的拉力等于物体所受合外力即T=≈Mg,这是我们解决此类问题的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)如图1所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是:

a.
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
长木板右端未垫高以平衡摩撩力
b.
电源应改用6V交流电源
电源应改用6V交流电源

c.
牵引小车的细线没有与木板平行
牵引小车的细线没有与木板平行
 d.
开始实验时,小车离打点计时器太远
开始实验时,小车离打点计时器太远

(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中,为了使小车受到合外力等于小沙桶和沙的总重量,通常采用如下两个措施:
(A)平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在小桶的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;
(B)调整沙的多少,使沙和小沙桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量M,请问:
①以上哪一个措施中有何重大错误?
A
A

②在改正了上述错误之后,保持小车(包括砝码)质量M不变,反复改变沙的质量,并测得一系列数据,结果发现小车受到的合外力(小桶及砂重量)与加速度的比值略大于小车(包括砝码)质量M,经检查发现滑轮非常光滑,打点计时器工作正常,且事先基本上平衡了摩擦力,那么出现这种情况的主要原因是什么?
由于小桶及砂的失重,拉小车的合外力F<mg,而处理数据时又将F=mg处理.因此,M=
F
a
mg
a
由于小桶及砂的失重,拉小车的合外力F<mg,而处理数据时又将F=mg处理.因此,M=
F
a
mg
a

(3)某一同学在“验证牛顿第二定律”的实验数据处理中作出了如图2的图象,形成这个图象的原因是平衡摩擦力时长木板倾角
过小
过小
、沙子
太多
太多
.(填“过大”、“过小”、“太多”、“太少”)

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科目:高中物理 来源: 题型:

在验证牛顿第二定律实验中,我们先保持小车质量m不变,研究加速度a与力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系…,这种实验方法叫
控制变量法
控制变量法
.某同学根据实验数据作出a与F的图象如图所示,图中的图象与横轴的差距较大,明显超出误差的范围,原因是
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

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科目:高中物理 来源: 题型:

在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出.

①当M与m的大小关系满足
m《M
m《M
时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力.
②在验证牛顿第二定律的实验中,下列做法错误的是
CD
CD

A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮.
C.实验时先放开小车,再接通打点计时器电源.
D.小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出.
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时,探究加速度与所受合力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,两位同学得到的a-F关系分别如图2所示. 其原因分别是
没有平衡摩擦力或
没有平衡摩擦力或
平衡摩擦力不足
平衡摩擦力不足

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科目:高中物理 来源: 题型:

在验证牛顿第二定律的实验中,下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在“验证牛顿第二定律”的实验中,下列说法不正确的一项是
D
D

A、实验用砂和砂桶的总重力代替小车的拉力,要求小车包括砝码的质量要远大于砂和砂桶的总质量.
B、曲线I可能是平衡摩擦力过度
C、曲线II可能是平衡摩擦力不足
D、绳子不一定要和木板平面平行.

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