Question

【题目】某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”。同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡摩擦力。

①下列器材中不必要的是___(填字母代号).

A. 交流电源 B. 秒表 C. 天平(含砝码) D. 直流电源

②下列实验操作中,哪些是错误的___(填字母代号).

A. 调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B. 每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源

C. 平衡摩擦力时，将悬挂小桶的细线系在小车上

D. 平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带

③图乙是某同学实验中获得的一条纸带.A、B、C为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T.A、B间的距离为x1,A、C间的距离为x2,则小车的加速度a=______(用字母表达).

④图丙是小刚和小芳两位同学在保证小车质量一定时，分别以砂和小桶的总重力mg为横坐标，以小车运动的加速度a为纵坐标，利用各自实验数据作出的amg图象。

a.由小刚的图象，可以得到实验结论：________________________________________.

b.小芳与小刚的图象有较大差异,既不过原点,又发生了弯曲,下列原因分析正确的是______(填字母代号).

A. 图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过大

B. 图象不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过小

C. 图象发生弯曲，可能是砂和小桶的质量过大

D. 图象发生弯曲，可能是小车的质量过大

Answer 1

【答案】（1）BD， （2）BC， （4）①在物体的质量一定时，物体的加速度与受到的合外力成正比； ②BC

【解析】

（1）AD.电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故A不符合题意，D符合题意。

B.电磁打点计时器是计时仪器，不需要秒表，故B符合题意。

C.验证牛顿第二定律的过程需要使用天平（含砝码）测量物体与小车的质量，故C不符合题意。

（2）A.在实验中要注意调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板平行，才能使细绳的拉力平行于运动方向，故A说法正确。

B.实验时，应该先接通电源，后释放小车，故B说法错误。

C.在调节木板倾斜程度平衡小车受到的滑动摩擦力是，需要将装有砂的砂桶摘下，故C说法错误。

D.平衡摩擦力是，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带，故D说法正确。

（3）相邻计数点间的时间间隔为，由匀变速直线运动的推论，可知加速度为：

（4）a.由小刚的图象，可以得到的实验结论：在物体的质量一定时，物体的加速度与受到的合外力成反比。

b.AB.图象不过原点，在拉力大于零的情况下，小车的加速度仍然为零，说明可能是平衡摩擦力时木板的倾斜角过小，平衡摩擦力不足造成的，故B正确。

CD.本实验的要求小车的质量要远大于砂和砂桶的质量，这样小车受到的合力才近似等于砂和砂桶的重力，图象才是一条直线；如果不满足小车的质量要远大于砂和砂桶的质量，小车受到的合力不能近似等于砂和砂桶的重力，则图象就会弯曲，故C正确，D错误。