Question

2．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．實(shí)驗(yàn)所需的器材有小車、砝碼、小桶、砂、細(xì)線、附有定滑輪的長木板、墊木、低壓交流電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺．除了上述器材外，需要的器材還有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
實(shí)驗(yàn)時(shí)他按照正確的步驟進(jìn)行了操作．在研究小車的加速度a與作用力F的關(guān)系時(shí)，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(diǎn)，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(shí)，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(shí)驗(yàn)的原理確定測(cè)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(shí)，小車有加速度，即合外力大于0，說明平衡摩擦力過度；當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)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(huì)發(fā)生彎曲

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，已給了低壓交流電源，可以使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以測(cè)量時(shí)間，所以還需要 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（2）由2丙所示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，即木板與水平面的夾角太大；
該實(shí)驗(yàn)中當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量太大時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)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(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量，因此會(huì)出現(xiàn)較大誤差，圖象會(huì)產(chǎn)生偏折現(xiàn)象．
故答案為：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；平衡摩擦力過度；砂和砂桶的質(zhì)量太大

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．