Question

5．如圖甲示，是驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：
A．用天平測(cè)量吊盤(pán)m₀和小車(chē)的質(zhì)量M₀．
B．平衡小車(chē)的摩擦阻力：取下吊盤(pán)，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車(chē)，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列間距相等的點(diǎn)．
C．按住小車(chē)，掛上吊盤(pán)，使細(xì)線(xiàn)與長(zhǎng)木板平行．
D．接通電源，釋放小車(chē)，在得到的紙帶上標(biāo)出吊盤(pán)（或小車(chē)）的總質(zhì)量m（或M）．
E．保持小車(chē)總質(zhì)量一定，多次改變吊盤(pán)中的砝碼，重復(fù)C D步驟．
F．保持吊盤(pán)總質(zhì)量一定，多次改變小車(chē)的質(zhì)量，重復(fù)C D步驟．
（2）如圖乙示，紙帶上3個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s₁、s₂和s₃．用米尺測(cè)量s₁、s₃的間距，由圖可讀出s₁=24.3mm，s₃=47.1mm．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s，利用s₁、s₃計(jì)算小車(chē)加速度a=1.14m/s²．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法；
知道為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受的拉力近似不變，小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量
由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論得：△x=aT²由則可求得加速度．

解答 解：（1）D、在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē)；
F、因驗(yàn)證加速度與小車(chē)質(zhì)量之間的關(guān)系；故應(yīng)多次改變小車(chē)的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
（2）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s₁、s₂、s₃．
由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論得：△x=aT²
即s₃-s₁=2a（5△t）²
a=$\frac{{{s}_{3}-s}_{1}}{5{0（△t）}^{2}}$
圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s₁、s₃的情況，由圖可讀出s₁=24.2mm，s₃=47.2mm．
由此求得加速度的大小a=$\frac{{{s}_{3}-s}_{1}}{5{0（△t）}^{2}}$=1.15m/s²．
故答案為：（1）D．接通電源； F．小車(chē)質(zhì)量（或小車(chē)中的砝碼個(gè)數(shù)）（2）47.1；1.15

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)；對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題要掌握實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)和誤差來(lái)源；遇到涉及圖象的問(wèn)題時(shí)，要先根據(jù)物理規(guī)律寫(xiě)出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．