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，應使小車質量M遠大于砝碼和盤的總質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，根據圖示圖象分析答題。
（2）根據實驗裝置分析小車所受拉力與砝碼和砝碼盤重力間的關系；平衡摩擦力后當小車質量遠大于砝碼和砝碼盤質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：。