Question

圖3－4－13為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)�力的大�。?/p>

(1)(單選)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　 (　　)

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)

器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，

撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，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(yùn)動(dòng)

(2)(單選)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是 　 (　　)．

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)圖3－4－14是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：s_AB＝4.22 cm、s_BC＝4.65 cm、s_CD＝5.08 cm、s_DE＝5.49 cm，s_EF＝5.91 cm，s_FG＝6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度大小a＝________m/s².(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．

圖3－4－13

圖3－4－14

Answer 1

解析　(1)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于小車所受的合外力，則需要平衡摩擦力，并使細(xì)線與長木板平行．平衡摩擦力的方法是只讓小車牽引紙帶(撤去砂及砂桶)，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并墊高長木板不帶滑輪的一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源工作．如果打出紙帶上的點(diǎn)跡分布均勻，則說明小車做勻速運(yùn)動(dòng)．故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤．

(2)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，為使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于砂及砂桶的總重力，則M≫m，且盡可能地多做幾組．故選項(xiàng)C最合理．

(3)根據(jù)題意，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝0.1 s，

根據(jù)Δs＝aT²，得，

s_DE－s_AB＝3a₁T²　s_EF－s_BC＝3a₂T²　s_FG－s_CD＝3a₃T²

所以小車的加速度

a＝＝＝0.42 m/s².

答案　(1)B　(2)C　(3)0.42