Question

18．圖甲為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M，實驗中砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)�力的大�。?br />
（1）實驗中，為了排除摩擦阻力的影響，應(yīng)該平衡摩擦力，措施是將長木板的右（左．右）端略微墊高，使小車在沒有拉力的情況下恰好能沿木板勻速下滑．
（2）實驗總為了使砂和砂桶總重力的大小近似等于細(xì)線對小車的拉力大小，要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、39g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖乙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，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：A_AB=4.22cm，S_BC=4.65cm，S_CD=5.08cm，S_DE=5.49cm，S_EF=5.91cm，S_FG=6.34cm，已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=0.43m/s²（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）本實驗中沙和沙桶總質(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；
（3）紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距； 利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．

解答 解：（1）實驗中，為了排除摩擦阻力的影響，應(yīng)該平衡摩擦力，措施是將長木板的右端略微墊高，使小車在沒有拉力的情況下恰好能沿木板勻速下滑．
（2）當(dāng)m＜＜M時，即當(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，繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．因此最合理的一組是C．
故選：C．
（3）相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：S_AB=4.22cm=0.0422m、S_BC=4.65cm=0.0465m、S_CD=5.08cm=0.0508m、S_DE=5.49cm=0.0549m、S_EF=5.91cm=0.0591m、S_FG=6.34cm=0.0634m；
相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，相鄰的計數(shù)點時間間隔為T=0.1s，利用勻變速直線運動的推論△x=at²，得：
s_DE-s_AB=3a₁T²
s_EF-s_BC=3a₂T²
s_FG-s_CD=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）=$\frac{0.0549+0.0591+0.0634-0.0422-0.0465-0.0508}{9×（0.1）^{2}}$m/s²=0.43m/s²    
故答案為：（1）右；（2）C；（3）0.43．

點評 本題考查驗證牛頓第二定律實驗中的實驗原理以及數(shù)據(jù)處理的方法，注意在求解加速度時要注意利用逐差法進行分析求解，這樣可以利用更多的數(shù)據(jù)，從而減小實驗誤差．