Question

【題目】“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。按圖設(shè)置好實(shí)驗(yàn)裝置后，把細(xì)線系在小車(chē)上并繞過(guò)滑輪懸掛鉤碼。

(1)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置及下列輔助器材：

A．交流電源、導(dǎo)線

B．直流電源、導(dǎo)線

C．天平（含配套砝碼）

D．秒表

E．刻度尺

其中必要的器材是____________；

(2)某同學(xué)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，打出了一條紙帶如圖所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。則在打下點(diǎn)跡3時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度v=_____m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字），該小車(chē)的加速度a=_____（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；

(3)根據(jù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)分析其主要原因是________________；圖中圖線（或延長(zhǎng)線）與F軸截距的物理意義是______________；

(4)在對(duì)上一問(wèn)中的裝置進(jìn)行了調(diào)整后，a-F圖線能夠通過(guò)原點(diǎn)。為得到更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，該同學(xué)不斷改變鉤碼質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)隨著F增大，a-F圖像由直線逐漸變?yōu)橐粭l彎曲的圖線，如圖所示。圖線在末端彎曲的原因是_____________________。

A．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

B．所用小車(chē)的質(zhì)量太大

C．小車(chē)與軌道之間存在摩擦

D．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

Answer 1

【答案】ACE 平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力 小車(chē)所受阻力（摩擦力）的大小 A

【解析】

(1)[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，即選A；使用砝碼改變合外力的大小，即選C；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是計(jì)時(shí)工具，不需要秒表；需要使用刻度尺測(cè)量紙帶打點(diǎn)之間的距離，即選E；所以必要的器材為：ACE。

(2)[2]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，某段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻速度等于平均速度，所以

[3]根據(jù)逐差法求解加速度

(3)[4]在開(kāi)始階段，拉力不為零時(shí)，加速度為0，說(shuō)明合外力為0，即平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力。

[5]圖中圖線（或延長(zhǎng)線）與F軸截距的物理意義是小車(chē)所受阻力（摩擦力）的大小。

(4)[6]對(duì)小車(chē)，根據(jù)牛頓第二定律

平衡摩擦力后，對(duì)小車(chē)

兩式相加解得

開(kāi)始時(shí)，砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，則加速度，當(dāng)砝碼質(zhì)量過(guò)大時(shí)，砝碼質(zhì)量不再遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，此時(shí)加速度，隨著砝碼增大，圖像斜率逐漸減小，所以圖線在末端彎曲，A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。