Question

【題目】如圖所示為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．沙和沙桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M.實驗中用沙和沙桶總重力的大小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等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是（____）

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節m的大小，使小車在沙和沙桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B．將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去沙和沙桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及沙和沙桶，輕推小車，觀察判斷小車是做勻速運動

(2)甲、乙、丙、丁四個實驗小組根據實驗數據畫出的圖象分別如下．對于這四個圖象，分析正確的是（____）

甲　　　　乙　　　　　丙　　　　　丁

A．甲未平衡摩擦

B．乙平衡摩擦過度

C．丙是小車質量太大了

D．丁是不滿足mM的條件

(3)如圖是實驗中得到的一條紙帶，A，B，C，D，E，F，G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數點之間的距離分別為xAB＝4.22 cm，xBC＝4.65 cm，xCD＝5.08 cm，xDE＝5.49 cm，xEF＝5.91 cm，xFG＝6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a＝_______ m/s2.(結果保留2位有效數字)

Answer 1

【答案】 B D 0.42

【解析】（1）為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，即平衡摩擦力；故選B．

（2）圖甲操作時當F=0時，已經有了加速度，故摩擦力平衡過量，故A錯誤；圖乙操作時F＞0時，而加速度為零，故未摩擦力平衡或平衡的不足，故B錯誤；設繩子上拉力為F，對小車根據牛頓第二定律有：F=Ma，對砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得： ，由此可知當M＞＞時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，在a-F圖中，a與F成線性關系，當不滿足mM的條件時，加速度隨力的變化偏小，故C錯誤、D正確，故選D.