Question

2．某小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律．實驗中，他們平衡了摩擦力，用天平測出小車的總質(zhì)量，用細線所掛鉤碼的總重代替小車所受的牽引力大小F．
（1）他們還在實驗時調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細線與木板平行．這樣做的目的是D．
A．避免小車在運動過程中發(fā)生抖動
B．使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰
C．保證小車最終能夠做勻速直線運動
D．使細線拉力等于小車受到的合力
（2）實驗得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，O、A、B、C、D是在紙帶上選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有4個打的點未畫出，AB、CD間的距離分別為x₁、x₂，打點計時器的打點周期為T，則小車運動的加速度大小為$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$．
（3）如表錄了小車質(zhì)量一定時，牽引力大小F與對應的加速度a的幾組數(shù)據(jù)，請在圖丙的坐標中描點作出a-F圖線．

鉤碼個數(shù)	1	2	3	4	5
F（N）	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
a（m•s-2）	0.92	1.68	2.32	2.88	3.32

（4）實驗中畫出的a-F圖線與理論計算的圖線（圖中已畫出）有明顯偏差，其原因主要是不滿足小車及所加鉤碼的總質(zhì)量遠大于所掛鉤碼質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，牽引小車的細繩與木板平行．這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使用細繩拉力等于小車受的合力．
（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差是一恒量，△x=aT²，求出加速度；
（3）根據(jù)描點法作出圖象；
（4）根據(jù)圖象分析原因．

解答 解：（1）使牽引小車的細繩與木板平行．這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使用細繩拉力等于小車受的合力．
故選：D．
（2）因為每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為t=5T，
勻變速直線運動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)即△x=at²，則有：a=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{2t}^{2}}$=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$
（3）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：
（4）探究加速度與力的關系實驗中，當鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，沒有遠小于小車質(zhì)量，小車受到的拉力明顯小于鉤碼重力，實驗誤差較大，a-F圖象不再是直線，而發(fā)生彎曲，變成曲線．
故答案為：（1）D；（2）$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{50T}^{2}}$；（3）如圖所示；（4）不滿足小車及所加鉤碼的總質(zhì)量遠大于所掛鉤碼質(zhì)量

點評 對于實驗題，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，探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗時，要平衡小車受到的摩擦力，應控制砂桶總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量．