Question

1．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．
原理是利用牛頓第二定律計算小車加速度的理論值，通過紙帶分析得到的實(shí)驗(yàn)測量值，比較兩者的大小是否相等從而驗(yàn)證牛頓第二定律．
（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力后的實(shí)驗(yàn)過程中打出了一條紙帶如圖2所示．計時器打點(diǎn)的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車的加速度的實(shí)驗(yàn)測量值a_測=0.16m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）如果用天平測得小車和車內(nèi)鉤碼的總質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，則小車加速度的理論值為a_理=$\frac{mg}{M+m}$（當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g）
（3）對于該實(shí)驗(yàn)下列做法正確的是BD（填字母代號）
A．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，將砝碼和砝碼盤通過定滑輪拴小車上
B．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與長木板保持平行
C．小車和車內(nèi)鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量
D．通過增減小車上的鉤碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
E．實(shí)驗(yàn)時，先放開小車再接通打點(diǎn)計時器的電源．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度．
（2）對整體分析，結(jié)合牛頓第二定律求出小車加速度的理論值．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．

解答 解：（1）根據(jù)${x}_{23}-{x}_{12}=a{T}^{2}$得小車加速度的測量值為：
a_測=$\frac{{x}_{23}-{x}_{12}}{{T}^{2}}=\frac{（3.68-3.52）×1{0}^{-2}}{0.01}$m/s²=0.16m/s²；
（2）對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得小車加速度的理論值為：
a_理=$\frac{mg}{M+m}$．
（3）A、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，不能將砝碼和砝碼盤通過定滑輪拴小車上，故A錯誤．
B、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與長木板保持平行，使得繩子的拉力等于小車的合力，故B正確．
C、該實(shí)驗(yàn)是利用牛頓第二定律計算小車加速度的理論值，通過紙帶分析得到的實(shí)驗(yàn)測量值，比較兩者的大小是否相等從而驗(yàn)證牛頓第二定律，不需要滿足繩子的拉力等于砝碼和砝碼盤的總重力，故C錯誤．
D、通過增減小車上的鉤碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確．
E、實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故E錯誤．
故選：BD．
故答案為：（1）0.16（0.15也對）；（2）$\frac{mg}{M+m}$；（3）BD．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng)，注意該實(shí)驗(yàn)與探究加速度與質(zhì)量和合力的關(guān)系不同，不需要滿足繩子的拉力等于砝碼和砝碼盤的總重力．對于第二問，也可以隔離分析，運(yùn)用牛頓第二定律聯(lián)立求解．