Question

圖11－1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大�。�

(1)實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是__________．

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動．從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．

B．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．

C．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．

(2)實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是__________．

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)圖11－2是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：s_AB＝4.22 cm、s_BC＝4.65 cm、s_CD＝5.08 cm、s_DE＝5.49 cm、s_EF＝5.91 cm，s_FG＝6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a＝__________ m/s²(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)．

圖11－2

Answer 1

解析：(1)小車在運動過程中受到重力、支持力、紙帶的拉力．木板對小車的摩擦力和細線拉力的作用．為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合力，因此應把木板的一端墊起適當?shù)母叨龋�以使重力、支持力、紙帶的拉力和摩擦力的合力為零，即小車做勻速運動，因此在進行這一操作時，不應掛砂桶，小車應連接紙帶，A、C項錯誤，B項正確．

(2)由于繩子的拉力不易測量，本實驗中砂和砂桶的總重力來代替繩的拉力，而砂桶做加速運動，設(shè)加速度大小為a，則T＝m(g－a)，當砂桶的加速度很小時，T近似等于mg，因此實驗中應控制實驗條件，使砂桶的加速度很�。�只有當小車的質(zhì)量遠大于砂和砂桶的總質(zhì)量時，小車和砂桶的加速度才很小，繩的拉力才近似等于砂和砂桶的總重力，C項正確．

(3)相鄰兩計數(shù)點間的時間T＝0.1 s，由Δx＝aT²可得a＝，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.42 m/s².

答案：(1)B　(2)C　(3)0.42