Question

15．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖1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．天平（含配套砝碼）
C．秒表
D．刻度尺
E．細(xì)線、砂和小砂桶
其中不必要的器材是C（填代號(hào)）．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車拖動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡，以此記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．其中一部分紙帶上的點(diǎn)跡情況如圖2所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02s，測得A點(diǎn)到B、C點(diǎn)的距離分別為x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.61m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)的原因是木板傾角過大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定測量的物理量，從而確定所需的器材
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出物體勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度
（3）圖3表明在小車的拉力為0時(shí)，小車有加速度，即合外力大于0，說明平衡摩擦力過度

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測量時(shí)間，所以不需要秒表，上述器材中不必要的為C
（2）根據(jù)$△x=a{T}_{\;}^{2}$得：
$a=\frac{{x}_{2}^{\;}-2{x}_{1}^{\;}}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.1359-0.0599-0.0599}{0.01}=1.61m/{s}_{\;}^{2}$
（3）由圖象可知小車的拉力為0時(shí)，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過度，說明木板傾角過大
故答案為：（1）C；    （2）1.61；    （3）木板傾角過大

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后結(jié)合物理規(guī)律去解決實(shí)驗(yàn)問題，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．