Question

7．用圖甲所示的裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗．

（1）為了驗證小車的加速度與其質量的定量關系，必須采用控制變量法．
（2）為了減小長木板對小車的摩擦力的影響，必須在長木板遠離（選填“遠離”或“靠近”）滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車沒有細繩拉力作用時能在長木板上做勻速直線運動．
（3）保持小車受力不變，測量不同質量的小車在這個力作用下的加速度．某次實驗中打出如圖乙所示的紙帶（打點計時器電源的頻率為50Hz），則這個加速度值a=0.8 m/s²．
（4）某同學把實驗得到的幾組數(shù)據(jù)畫成圖丙的a-m圖象，為了更直觀描述物體的加速度跟其質量的關系，應該根據(jù)圖丙再畫出a-$\frac{1}{m}$圖象．

Answer 1

分析 （1）驗證牛頓第二定律實驗時，應采用控制變量法；
（2）驗證牛頓第二定律實驗時，要平衡摩擦力，在長木板遠離定滑輪的一端墊上木塊，當小車在長木板上做勻速直線運動時，恰好平衡摩擦力；
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=at²可以求出小車的加速度；
（4）為了更直觀描述物體的加速度跟其質量的關系，應該根據(jù)圖丙再畫出 a-$\frac{1}{m}$圖象．

解答 解：（1）為了驗證小車的加速度與其質量的定量關系，必須采用控制變量法；
（2）為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須在長木板遠離滑輪的一端下面墊一塊木板，反復移動木板的位置，直至小車能單獨在長木板上做勻速直線運動．
（3）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個計時點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.035-0.019}{2{×（0.1）}^{2}}$=0.8m/s²．
（4）a-m的圖線是一條曲線，不能直觀地反映兩個物理量之間的關系，所以為了更直觀描述物體的加速度跟其質量的關系，應該根據(jù)圖丙再畫出 a-$\frac{1}{m}$圖象．
故答案為：（1）控制變量；（2）遠離，勻速直線運動；（3）0.8；（4）a-$\frac{1}{m}$

點評 本題考查了驗證牛頓第二定律實驗的基礎知識，有平衡摩擦力的方法、圖象的處理等．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．