Question

【題目】用下圖所示裝置做“驗證牛頓運動定律”的實驗.安裝和調整實驗儀器時，需要進行的操作有：

（1）調整長木板左端滑輪高度，使牽引小車的細線與長木板板面平行，其目的是______________________.

（2）平衡摩擦力：把長木板的右端適當墊高，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點計時器限位孔，使小車在不受細線拉力作用時能在木板上勻速運動.操作（1）（2）的目的是_________________________.

（3）在實驗過程中，會通過改變砂桶中砂的多少來改變小車所受拉力，不能增加太多的砂，應使砂和砂桶的質量之和遠小于小車的質量，這樣做的目的是________________________________.

Answer 1

【答案】讓小車所受力是恒力，能做勻變速直線運動 讓細線對小車的拉力就是小車所受力的合力 能用砂和砂桶的總重力來近似表示細線的拉力

【解析】

考查實驗“驗證牛頓運動定律”。

[1]細線不跟長木板平行，小車運動過程中細線的拉伸方向會不斷變化，小車所受力是變力，小車所做的運動不是勻變速直線運動，在本實驗中只有小車做勻變速直線運動時，才能對紙帶上的點進行分析，從而測出小車運動的加速度。

[2]驗中為了方便，把細線對小車的拉力當作是小車所受力的合力，如果細線不與板面平行或沒有平衡摩擦力，細線的拉力就不等于小車的合力。

[3]小車有加速度，砂和砂桶也就有加速度，對小車有

F=Ma，

對砂和砂桶有

mg－F′=ma，

而F=F′，聯立以上公式得，顯然細線的拉力不等于砂和砂桶的重力，但實驗中沒有其他辦法測量出這個力，只能用砂和砂桶的重力來近似代替細線的拉力，要想使F≈mg，就得讓，所以M要遠大于m。