Question

10．如圖1為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．盤和重物的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中用盤和重物總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)�力的大�。?br />
①實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端定滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B（填寫所選選項(xiàng)的序號(hào)）．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在盤和重物的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)．
B．將長木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋�讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去盤和重物，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)．
C．將長木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及盤和重物，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)．
②實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，實(shí)驗(yàn)小組的成員經(jīng)過討論選擇以下的C組，請文字簡述選擇的理由：C
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
③如圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆．已知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T，關(guān)于小車的加速度a的計(jì)算方法，產(chǎn)生誤差較小的算法是D．

A．$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$        
B．$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）+（{x}_{3}-{x}_{2}）+（{x}_{4}-{x}_{3}）+（{x}_{5}-{x}_{4}）+（{x}_{6}-{x}_{1}）}{5{T}^{2}}$
C．$\frac{{x}_{6}-{x}_{1}}{5{T}^{2}}$         
D．$\frac{（{x}_{6}-{x}_{3}）+（{x}_{5}-{x}_{2}）+（{x}_{4}-{x}_{1}）}{9{T}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)平衡摩擦力；
（2）當(dāng)沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，即m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小

解答 解：（1）要使小車受到的合力等于細(xì)線的拉力，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力，具體做法是：將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，故選B．
（2）當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)盤和重物的總質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M時(shí)，繩子的拉力近似等于盤和重物的總重力，由題意可知，最合理的一組m與M值是C．
（3）應(yīng)用△x=aT²求加速度時(shí)，為減小測量誤差，△x常采用不相鄰點(diǎn)間的位移差，并且采用逐差法，由各選項(xiàng)可知，誤差最小的算法是D．故選：D．
故答案為：（1）B；（2）C；（3）D．

點(diǎn)評 本題考查驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力．