Question

【題目】圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為m，小車和鉤碼的總質量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小近似作為細線對小車拉力的大小。

(1)實驗中，為了使細線對小車的拉力近似等于小車所受的合外力，應該進行的操作是：

①平衡摩擦力

②調節長木板上滑輪的高度，使細線和長木板平行。

(2)實驗中，為了始終保證用砂和砂桶總重力的大小近似作為細線對小車拉力的大小，除了(1)的操作，還需要滿足的條件是_____________________________________。

(3)在某組實驗中，打點計時器接的是220V、50Hz的交變電流，用毫米刻度尺測量一段紙帶，如圖所示，其零刻度和計數點A對齊（已知每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出）。（本小題的計算結果保留2位小數）

由以上數據計算打點計時器在打E點時，小車的瞬時速度vE=______m/s，小車的加速度為a=______m/s2。如果當時電網中交變電流的頻率是f=48Hz，而做實驗的同學并不知道，那么由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏_____（填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】m<<M0.25m/s大

【解析】

(2)由和，可得，則當小車質量遠大于砂與砂桶質量時可以近似認為小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力．

(3)計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s；

小車的瞬時速度,

小車的加速度：.

如果當時電網中交變電流的頻率是f=48Hz，而做實驗的同學并不知道，打點計時器的打點間隔大于0.02s而求加速度時打點時間間隔按0.02s計算，代入時間偏小，所求加速度偏大．