Question

19．小華所在的實驗小組利用如圖1所示的實驗裝置探究牛頓第二定律，打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz，當?shù)氐闹亓�加速度為g．
①在實驗前必須平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和沙桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，
直到輕推小車，小車沿斜面做勻速直線運動．

②在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車質(zhì)量M的關系中，某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在如圖2的坐標圖中描點并作出a-$\frac{1}{M}$圖線．從a-$\frac{1}{M}$圖線求得合外力大小為0.30 N（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

$\frac{1}{M}$/kg-1	a/ （m•s-2）
4.0	1.2
3.0	0.9
2.4	0.7
1.4	0.4
1.0	0.3

③．若實驗前沒有平衡摩擦力，在探究a-F的關系時，通過改變鉤碼的個數(shù)改變小車所受的拉力F₁，重復實驗，確定加速度a與小車所受拉力F₁的關系．圖3表示該同學實驗結(jié)果，最符合實際的是C．

Answer 1

分析 ①平衡摩擦力的目的是用小車沿斜面向下的重力分力與摩擦力平衡，必須讓小車帶動紙帶勻速下滑．
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出對應的點，然后根據(jù)描出的點作出圖象，然后根據(jù)圖象特點得出實驗結(jié)論．
③根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上描出對應的點，然后根據(jù)描出的點作出圖象，然后根據(jù)圖象特點得出實驗結(jié)論

解答 解：①在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動，這樣小車所受的摩擦力與小車沿斜面向下的重力的分力平衡．
②應用描點法畫出圖象如下所示，由圖象可知，a-$\frac{1}{M}$圖象過原點，合外力等于圖象的斜率，大小為 F_合=$\frac{1.2}{4}$N=0.30N

③實驗前沒有平衡摩擦力，所以當拉力F達到一定值后，小車才產(chǎn)生加速度．
砂和砂桶的質(zhì)量在增加，那么砂和砂桶的質(zhì)量不能遠小于車的質(zhì)量時，實際拉力比砂桶重力小得多，桶實際的加速度比理論值小得多，圖線向下彎曲．故選C．
故答案為：
①輕推小車，小車沿斜面做勻速直線運動；
②圖象如圖所示，0.30．
③C

點評 本題考查探究牛頓第二定律的實驗，要注意明確實驗原理，掌握實驗中的注意事項，并掌握應用圖象法分析問題的基本方法；同時能分析實驗誤差．