Question

【題目】用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：

（1）某同學通過實驗得到如圖（b）所示的a﹣F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角 （填“偏大”或“偏小”）．

（2）該同學在平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力 砝碼和盤的總重力（填“大于”、“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足 的條件

（3）某同學得到如圖所示的紙帶．已知打點計時器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點．△s=sDG﹣sAD= cm．由此可算出小車的加速度a= m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】（1）偏大；（2）小于，M＞＞m （3）1.80； 5.0m/s2

【解析】試題分析：1、考查實驗時平衡摩擦力時出現(xiàn)的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．

2、根據(jù)牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼和盤的總重力的關(guān)系，判斷出在什么情況下砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力．

3、根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律△x=aT2可以求出加速度的大小．

解：（1）當拉力F等于0時，小車已經(jīng)產(chǎn)生力加速度，故原因是平衡摩擦力時平衡摩擦力過大，在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角偏大．

（2）對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a=，

則繩子的拉力F=Ma=，

所以實際小車在運動過程中所受的拉力小于砝碼和盤的總重力．

當M＞＞m，即砝碼和盤的總質(zhì)量遠小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量時，砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力．

（3）根據(jù)刻度尺的示數(shù)可知△s=3.90cm﹣2.10cm=1.80cm，時間間隔為T=0.06s，

代入公式△x=aT2可以求出加速度為：a=5.0m/s2．

故答案為：（1）偏大；（2）小于，M＞＞m （3）1.80； 5.0m/s2