Question

【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律。

（1）通過實驗得到如圖乙所示的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角________（選填“偏大”或“偏小”）。

（2）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力_________砝碼和盤的總重力(填“大于”“小于”或“等于”)。為了便于探究、減小誤差，應使小車質(zhì)量M遠大于砝碼和盤的總質(zhì)m。

（3）該同學得到如圖丙所示的紙帶。已知打點計時器電源頻率為50Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點。________cm。由此可算出小車的加速度a=________m/s2。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

【答案】（1）偏大 （2）小于 （3）1.80 5.00

【解析】

（1）實驗前應平衡摩擦力，根據(jù)圖示圖象分析答題。
（2）根據(jù)實驗裝置分析小車所受拉力與砝碼和砝碼盤重力間的關(guān)系；平衡摩擦力后當小車質(zhì)量遠大于砝碼和砝碼盤質(zhì)量時可以近似認為小車所受拉力等于砝碼和砝碼盤的重力。
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=at2求出加速度。

（1）由圖乙所示圖象可知，當拉力F為零時就有加速度，說明平衡摩擦力過度，木板墊起的傾角偏大造成的；
（2）小車運動過程砝碼和砝碼盤向下做加速運動，砝碼與砝碼盤處于失重狀態(tài)，小車受到的拉力小于砝碼和砝碼盤的重力；
（3）根據(jù)圖丙可得：D點對應2.60cm，G點對應6.50cm，A點對應0.50cm，
故。△s=sDG-sAD=(6.50-2.60)-（2.60-0.50）=1.80cm，
T=1/f=0.02s，由勻變速直線運動的推論△x=at2可知，加速度為：。