Question

【題目】如圖所示，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，小車和砝碼的總質量為M，實驗中用砂和砂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，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，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

C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動（2）實驗中要進行質量m和M的選取，以下最合理的一組是（____）

A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（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=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm，xEF=5.91cm，xFG=6.34cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則打D點小車的速度_______，小車的加速度a=___m/s2。（結果保留二位有效數字）

Answer 1

【答案】 B C 0.53 0.42

【解析】試題分析：小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應平衡摩擦力；當沙和沙桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，即m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力；根據勻變速直線運動的推論可以求出瞬時速度與加速度．

（1）實驗前要平衡摩擦力，平衡摩擦力時要：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，故B正確．

（2）當M＞＞m時，即當沙和沙桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，最合理的一組數據是C．

（3）相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，相鄰的計數點時間間隔為，根據勻變速直線運動的中間時刻推論可得；利用勻變速直線運動的推論，得： ，為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得： ；