Question

某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律．

（1）該同學(xué)在實驗前準(zhǔn)備了圖1中所示的實驗裝置及下列輔助器材：

A．交流電源、導(dǎo)線 　　B．天平（含配套砝碼）   C．秒表　 D．刻度尺

其中不必要的器材是　　（填代號）．

（2）設(shè)盤和重物的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實驗中用盤和重物總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?/p>

實驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端定滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項操作是　　（填寫所選選項的序號）．

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在盤和重物的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．

B．將長木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去盤和重物，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．

C．將長木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ゼ垘б约氨P和重物，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．

（3）實驗中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是　　．

A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

（4）圖2是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆．已知相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為T，關(guān)于小車的加速度a的計算方法，產(chǎn)生誤差較小的算法是　　．

A．B．

C．D．

（5）用圖2所表示的數(shù)據(jù)，表示打下D點時小車的瞬時速度，表示錯誤的是　　．

A．B．

C．D．

（6）在驗證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時，某學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖3所示的a﹣F圖象，其中圖線不過原點并在末端發(fā)生了彎曲，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有　　．

A．木板右端墊起的高度過�。ḿ雌胶饽Σ亮Σ蛔悖�

B．木板右端墊起的高度過大（即平衡摩擦力過度）

C．盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于車和砝碼的總質(zhì)量M（即m＜M）

D．盤和重物的總質(zhì)量m不遠(yuǎn)小于車和砝碼的總質(zhì)量M．

Answer 1

考點：

驗證牛頓第二運動定律．.
專題：	實驗題．
分析：	（1）根據(jù)實驗的原理確定測量的物理量，從而確定所需的器材． （2）小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)平衡摩擦力； （3）當(dāng)沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，即m＜＜M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力； （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， （5）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小； （6）實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
解答：	解：（1）在實驗中，打點計時器可以測量時間，所以不需要秒表．上述器材中不必要的為C， 故選：C． （2）要使小車受到的合力等于細(xì)線的拉力，實驗前應(yīng)平衡摩擦力，具體做法是：將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動， 故選：B． （3）當(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M時，繩子的拉力近似等于盤和重物的總重力，由題意可知，最合理的一組m與M值是C． 故選：C （4）應(yīng)用△x=aT2求加速度時，為減小測量誤差，△x常采用不相鄰點間的位移差，并且采用逐差法，由各選項可知，誤差最小的算法是D． 故選：C． （5）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小，所以A錯誤，BCD正確． （6）從圖3中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當(dāng)F=0時，a＞0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車還有加速度，說明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．該組同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大，從圖象上還可以看出：F從0開始增加，砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面 砂和砂桶的質(zhì)量就沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量呢，那么繩子的拉力與砂和砂桶的總重力就相大呢．所以原因是砂和砂桶的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量，故BD正確，AC錯誤． 故選：BD 故答案為：（1）C　 （2）B　�。�3）C　（4）D　�。�5）A　　（6）BD
點評：	解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后結(jié)合物理規(guī)律去解決實驗問題，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．