Question

20．用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：

（1）在該實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法正確的是CD
A．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想法讓小車受到的摩擦力為零
B．“平衡摩擦力”時應將小車在鉤碼通過細繩和滑輪而拉動運動過程中進行調(diào)整
C．“平衡摩擦力”的本質(zhì)就是使小車所受的重力的下滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡
D．“平衡摩擦力”的目的就是要使小車所受的合力等于所掛鉤碼通過細繩對小車施加的拉力
（2）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，為了便于探究、減小誤差，應使小車質(zhì)量M與鉤碼的質(zhì)量m滿足m＜＜M的條件．
（3）某同學通過實驗得到如圖（b）所示的a-圖象，造成這一結(jié)果的原因是：平衡摩擦力過度．
（4）某同學得到如圖（c）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)的計數(shù)點，兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，由此可算出小車的加速度a=0.21m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）小車所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的阻力相平衡，其目的是使小車所受的合力等于細繩對小車的拉力；
（2）鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，細線對小車的拉力近似等于鉤碼的重力；
（3）在不施加拉力時，小車已經(jīng)有加速度，a-F圖象不過坐標原點，在a軸上有截距；
（4）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）A、小車所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本質(zhì)就是使小車的重力沿斜面方向的分力與小車所受的阻力相平衡，故A錯誤，C正確；
B、“平衡摩擦力”時應將細繩拿走，故B錯誤；
D、“平衡摩擦力”的目的是使小車所受的合力等于細繩對小車的拉力，故D正確；
故選：CD
（2）對鉤碼與小車組成的系統(tǒng)，
由牛頓第二定律得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
對木塊，由牛頓第二定律得：T=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
只有當砝碼桶及桶的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，即：m＜＜M時，小車受到的拉力近似等于鉤碼的重力；
（3）由圖b所示a-F圖象可知，圖象不過原點，在a軸上有截距，這說明在不加拉力時，小車已經(jīng)具有加速度，這是由于平衡摩擦力時木板墊的過高，木板傾角過大，平衡摩擦力過度造成的．
（4）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小a=$\frac{{s}_{DG}-{s}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.065-0.026-（0.026-0.05）}{0.09}=0.21m/{s}^{2}$
故答案為：（1）CD；（2）m＜＜M；（3）平衡摩擦力過度；（4）0.21

點評 要知道驗證牛頓第二定律實驗的注意事項，要會處理實驗數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．