Question

用如圖所示裝置做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中小車及砝碼的總質(zhì)量為m₁，鉤碼質(zhì)量為m₂，并用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用紙帶測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度。

（1）下列說(shuō)法正確的是（　 　）
A．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實(shí)驗(yàn)中m₁應(yīng)遠(yuǎn)大于m₂
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)用a－圖象
（2）下圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離，如下圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a＝________ m/s²。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測(cè)量小車在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a－F關(guān)系圖線，如圖所示.此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是（　　  ）
A．小車與平面軌道之間存在摩擦
B．平面軌道傾斜角度過(guò)大
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過(guò)大
D．所用小車的質(zhì)量過(guò)大

Answer 1

（1）CD    （2） 1.0 m/s²     （3） C  

解析試題分析：⑴由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無(wú)論是否改變小車的質(zhì)量，小車所受的滑動(dòng)摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力．故A錯(cuò)誤．為在紙帶上打出較多的點(diǎn)，應(yīng)先接通電源，后釋放小車，B錯(cuò)誤；只有當(dāng)M＞＞m時(shí)，才能認(rèn)為小桶和沙子的重力等于繩子的拉力，所以C正確；為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系，往往用a?關(guān)系圖象表示出來(lái)，D正確。
⑵相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=at²，=1.0m/s²．
⑶設(shè)小車的質(zhì)量為M，沙筒質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a 解得a=  以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=，顯然要有F=mg必有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于沙筒的重力．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是不滿足M＞＞m，C正確。
考點(diǎn)：本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律。