Question

【题目】“验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码。

(1)同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：

A．交流电源、导线

B．直流电源、导线

C．天平（含配套砝码）

D．秒表

E．刻度尺

其中必要的器材是____________；

(2)某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹3时，小车运动的速度v=_____m/s（结果保留3位有效数字），该小车的加速度a=_____（结果保留3位有效数字）；

(3)根据测量的实验数据作出的a-F图线不通过原点，请分析其主要原因是________________；图中图线（或延长线）与F轴截距的物理意义是______________；

(4)在对上一问中的装置进行了调整后，a-F图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断改变钩码质量，发现随着F增大，a-F图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末端弯曲的原因是_____________________。

A．所挂钩码的总质量太大

B．所用小车的质量太大

C．小车与轨道之间存在摩擦

D．导轨保持了水平状态

Answer 1

【答案】ACE 平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力 小车所受阻力（摩擦力）的大小 A

【解析】

(1)[1]打点计时器需要交流电源，即选A；使用砝码改变合外力的大小，即选C；打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表；需要使用刻度尺测量纸带打点之间的距离，即选E；所以必要的器材为：ACE。

(2)[2]匀变速直线运动中，某段时间内的中间时刻速度等于平均速度，所以

[3]根据逐差法求解加速度

(3)[4]在开始阶段，拉力不为零时，加速度为0，说明合外力为0，即平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。

[5]图中图线（或延长线）与F轴截距的物理意义是小车所受阻力（摩擦力）的大小。

(4)[6]对小车，根据牛顿第二定律

平衡摩擦力后，对小车

两式相加解得

开始时，砝码质量远小于小车质量，则加速度，当砝码质量过大时，砝码质量不再远小于小车质量，此时加速度，随着砝码增大，图像斜率逐渐减小，所以图线在末端弯曲，A正确，BCD错误。

故选A。