Question

用如圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗．現已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、細線、砝碼、砂和砂桶、刻度尺、天平、導線．
（1）為了完成實驗，還需的實驗器材是

 

：
A．直流電源      B．交流電源
C．打點計時器    D．秒表
（2）實驗中將砂和砂桶總重力大小作為繩子拉力的大小，從而在實驗中引起了系統誤差，為盡量減小該系統誤差，可以讓砂和砂桶總質量

 

小車質量（選填“大于”、“遠大于”、“小于”、“遠小于”或“等于”）；
（3）實驗中，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．這樣做的目的是為了

 

從而使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力．

Answer 1

分析：根據牛頓第二定律的實驗原理可知實驗中需要的器材；
小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用讓砂和砂桶總質量重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對讓砂和砂桶總質量來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用讓砂和砂桶總質量的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足讓砂和砂桶總質量遠小于小車的總質量．

解答：解：（1）實驗中通過打點計時器找出物體運動的位移和時間，通過對紙帶的處理得出加速度；因實驗中不需要記時間，故不用秒表；電源應采用交流電流，故直流電源不需要；故AD錯誤，BC正確
（2）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用讓砂和砂桶總質量重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對讓砂和砂桶總質量來說：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用讓砂和砂桶總質量的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足讓砂和砂桶總質量遠小于小車的總質量．這樣兩者才能近似相等．
（3）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，為了使繩子的拉力成為小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
故答案為：（1）BC，（2）遠小于，（3）平衡摩擦力

點評：對于實驗題要注意實難的原理的把握，根據原理即可分析實驗的過程、儀器以及誤差，是實驗的常考問題，但難度不是很大，熟練掌握基礎知識即可正確解題．