Question

（1）某試驗小組利用拉力傳感器來驗證牛頓第二定律，實驗裝置如圖．他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大小；小車后面固定一打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運動的速度與加速度．
①若交流電的頻率為50Hz，則根據下圖所打紙帶的打點記錄，AB兩點的時間間隔為

0.1

 s，小車此次運動經B點時的速度v_B=

0.40

m/s，小車的加速度a=

1.46

m/s²．（v_B、a的結果均保留到小數點后兩位）

②要驗證牛頓第二定律，除了途中提及的器材及已測出的物理量外，實驗中還要使用

天平

（填儀器名稱）來測量

小車質量

（填物理量名稱）．
③由于小車所受阻力f的大小難以測量，為了盡量減小實驗的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措旅中必要的是（雙選）：

AC

．
A．適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑
B．應使鉤碼總質量m遠小于小車（加上傳感器）的總質量M
C．應通過調節定滑輪的高度確保拉小車的細繩與木板平行
D．鉤碼的總質量m應小些
（2）如圖1所示為某同學“探究彈簧彈力跟伸長的關系”的實驗裝置圖，所用鉤碼的重力相當于對彈簧提供了向右的恒定的拉力．
（I）實驗的步驟如下：
①把細繩和彈簧的小環結好，讓細繩跨過定滑輪，并結好細繩套．
②從刻度尺上讀出彈簧左側結點到小環結點的距離（即原長）．
③在細繩套上掛上1個已知質量的鉤碼，待彈簧伸長到穩定時，

從刻度尺上讀出彈簧的長度

，再計算此時的伸長量，和鉤碼的質量一并填入列表．
④換上2個、3個、4個、5個鉤碼掛上細繩套；重復③的步驟，得到五組數據．
⑤以彈力（鉤碼質量換算過來）為縱坐標，以彈簧伸長量為橫坐
標，根據所測數據在坐標紙上描點，作出一條平滑的直線，
歸納出實驗的結論．
（Ⅱ）如圖2是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F-x圖線，由此可彈得到結論：

彈力F與彈簧伸長量x為線性關系

圖線不過原點的原因是由于

彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成的

．

Answer 1

分析：（1）明確實驗原理，了解實驗中的具體操作，熟練應用直線運動的規律以及推論即可正確解答；
（2）根據圖象結合數學知識，明確兩坐標軸的含義即可正確解答．

解答：解：（1）①由紙帶可知兩個計數點之間有5個時間間隔，因此其時間為T=5×0.02s=0.1s；
在勻變速直線運動中，時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，因此有：
vB=

xAC

2T

=

8.00cm

2×0.1s

=0.40m/s
根據逐差法△x=aT²得：
a=

xBC-xAB

T2

=

(8.00-3.27)cm-3.27cm

0.1s×0.1s

=1.46m/s2
故答案為：0.1，0.40，1.46．
②根據實驗原理可知，該實驗中需要測量小車的質量，所用儀器是天平．
故答案為：天平，小車質量．
③平衡摩擦力時注意將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力，故A正確；
根據實驗原理可知，在該實驗中以及用傳感器直接測出了小車所受拉力大小，因此對小車質量和所掛鉤碼質量沒有具體要求，故BD錯誤；
若小車的細繩與木板不平行，則繩子上的拉力大小不等于小車的拉力大小，造成較大誤差，故C正確．
故答案為AC．
（2）（I）③根據圖（1）可知，該實驗中通過刻度尺測量出，掛不同鉤碼時，彈簧的長度，然后和原長比較，求出彈簧的伸長量．
故答案為：從刻度尺上讀出彈簧的長度．
（II）圖象為一條直線，根據數學知識可知，彈力F與彈簧伸長量x為線性關系；由圖可知，由于彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成圖象不過原點．
故答案為：彈力F與彈簧伸長量x為線性關系，彈簧與桌面及繩子與滑輪間存在的摩擦造成的．

點評：對于實驗問題首先要 明確實驗原理，理解重要步驟的操作，熟練應用基本物理解決實驗問題．