Question

（11分）研究物體運動的加速度與物體所受力的關(guān)系的實驗裝置如圖甲所示，實驗的步驟如下：

①   把一端帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，使定滑輪伸出桌面。

②   把打點計時器固定在長木板沒有定滑輪的一端，并把打點計時器連接到電源上。

③   把小車放在長木板上并靠近打點計時器的地方，把紙帶的一端固定在小車上且讓紙帶穿過打點計時器。

④   細線的一端固定在小車上并跨過定滑輪，另一端懸掛一砝碼盤，調(diào)整滑輪的高度使滑輪和小車間的細線與長木板平行。

⑤   接通打點計時器電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一列小點。

⑥   改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，更換紙帶，重復上面步驟。

⑦   根據(jù)紙帶上打的點算出每次實驗時小車的加速度，把每次實驗時砝碼和砝碼盤的重力記錄在相應(yīng)的紙帶上。

⑧   以小車的加速度a為縱坐標，細線的拉力F（砝碼和砝碼盤的總重力）為橫坐標，建立坐標系，畫出a—F圖象得出加速度與力的關(guān)系。

（1）上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是_________________________。

（2）某同學畫出的a—F圖象如圖乙所示，圖線不是直線的可能原因是__________________。

（3）另一位同學將本實驗做了改動：每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣。那么他畫出的a—F圖象________（填“是”或“不是”）一條過坐標原點的直線，原因是_________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）平衡摩擦力。（3分）

（2）沒有滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。（3分）

（3）是（2分），  小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的總重力與砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量的比值，而砝碼、砝碼盤和小車的總質(zhì)量不變。（3分） 

【解析】

試題分析：（1）為了保證繩子的拉力為合外力，需要利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力（2）只有當砝碼的總重力遠遠小于小車的重力時，繩子的拉力才約等于砝碼的總重力，因此圖線為曲線的原因是沒有滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量（3）每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，保證了系統(tǒng)總的質(zhì)量不變，小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的總重力與砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量的比值，所以圖像為過原點的一條直線

考點：考查驗證牛頓第二定律的實驗

點評：本題難度中等，注意本實驗要求平衡摩擦力、砝碼的總質(zhì)量遠遠小于小車的質(zhì)量，在理解演示實驗的基礎(chǔ)上，能夠理解一些創(chuàng)新的實驗方法