Question

2．某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律．實驗所需的器材有小車、砝碼、小桶、砂、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、低壓交流電源、導線、紙帶、刻度尺．除了上述器材外，需要的器材還有打點計時器．
實驗時他按照正確的步驟進行了操作．在研究小車的加速度a與作用力F的關(guān)系時，保持小車的質(zhì)量不變，他根據(jù)得出的若干組F和a的數(shù)據(jù)，作出如圖2所示的a-F圖線，所得的圖線不過原點，原因是平衡摩擦力過度；在研究小車的加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系時，保持小車所受拉力不變，他根據(jù)得出的若干組a和M的數(shù)據(jù)，作出如圖3所示的a-$\frac{1}{M}$圖線，所得圖線發(fā)生了彎曲，原因是砂和砂桶的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析 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．
圖2表明在小車的拉力為0時，小車有加速度，即合外力大于0，說明平衡摩擦力過度；當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，否則圖象將會發(fā)生彎曲

解答 解：（1）在實驗中，已給了低壓交流電源，可以使用打點計時器可以測量時間，所以還需要 打點計時器．
（2）由2丙所示圖象可知小車的拉力為0時，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，即木板與水平面的夾角太大；
該實驗中當小車的質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量太大時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砂和砂桶的總重力大小，隨著F的增大，即砂和砂桶的質(zhì)量增大，逐漸地砂和砂桶的質(zhì)量不再滿足小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量，因此會出現(xiàn)較大誤差，圖象會產(chǎn)生偏折現(xiàn)象．
故答案為：打點計時器；平衡摩擦力過度；砂和砂桶的質(zhì)量太大

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．