Question

【題目】用如圖所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。

①除了圖中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是____（選填正確選項(xiàng)的字母）。

A.秒表 B.天平（含砝碼） C.彈簧測(cè)力計(jì) D.刻度尺

②實(shí)驗(yàn)前平衡小車與木板間摩擦力的做法是：把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，先不掛重物，將小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。用墊塊把木板一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，讓小車以一定初速度沿木板向下運(yùn)動(dòng)，并不斷調(diào)節(jié)木板的傾斜度，直到小車拖動(dòng)紙帶沿木板做_______運(yùn)動(dòng)。

③為使砂桶和砂的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，需滿足的條件是砂桶及砂的總質(zhì)量小車的總質(zhì)量。(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)

④實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分如圖５所示。紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，小車的速度=__________m/s。多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)的速度做出v-t圖像，就可以算出小車的加速度。

⑤為研究加速度和力的關(guān)系，要保證_______的總質(zhì)量不變，改變砂桶內(nèi)砂的質(zhì)量，重復(fù)做幾次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)研究加速度和力的關(guān)系。

⑥在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要保證的砂和砂桶的質(zhì)量不變。若砂和砂桶的質(zhì)量m與小車的總質(zhì)量M間的關(guān)系不滿足第③問(wèn)中的條件，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a和的圖線，則圖線應(yīng)如下圖中的_____所示（選填正確選項(xiàng)的字母）。

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】 BD 勻速 遠(yuǎn)小于 0.43—0.45 小車 C

【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄考铀俣扰c力、質(zhì)量關(guān)系，用砂桶的重力代表小車受到的合外力，需要用天平測(cè)砂桶和小車的質(zhì)量，故B正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，周期為0.02s，可以計(jì)時(shí)，不需要秒表，故A錯(cuò)誤；托盤和砝碼的重力提供拉力，不需要彈簧測(cè)力計(jì)，故C錯(cuò)誤打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下紙帶，需用刻度尺測(cè)量距離，以求加速度和瞬時(shí)速度，故D正確，故選BD.（2）在驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)小車需平衡摩擦力，直到小車在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)；（3）砂桶和小車一起運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砂桶：，對(duì)小車：，可得小車受到的拉力，本實(shí)驗(yàn)用砂桶的重力代表小車受到的拉力，由，可知；只有時(shí)，才有，所以滿足的條件為砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量.（4）因相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T=0.1s，根據(jù)平均速度的推論得，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度，則有：.（5）為研究加速度和力的關(guān)系，要保證小車的質(zhì)量不變；（6）砂桶和小車一起運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)砂桶：，對(duì)小車：，聯(lián)立得：，而砂和砂桶的質(zhì)量m不變，由此可知是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，故選C.