Question

某同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律的正確性，具體方法如下：將一木塊放在水平長木板上，左側拴有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，木塊右側與打點計時器的紙帶相連．在重物牽引下，木塊在木板上向左運動，重物落地后，木塊繼續向左做勻減速運動，圖乙給出了重物落地后，打點計時器在紙帶上打出的一些點．只需驗證比較摩擦力產生的加速度和實驗中的加速度相等，即可驗證牛頓第二定律．（打點計時器所用交流電頻率為50Hz，不計紙帶與木塊間的拉力，取重力加速度g=10m/s²，木塊與木板間的動摩擦因數μ=0.29．結果保留2位有效數字）．
（1）從理論上看，重物落地后，木塊繼續向左勻減速運動的加速度大小為

2.9m/s²

．
（2）從圖乙的數據看，重物落地后，木塊繼續向左做勻減速的加速度大小為

3.0m/s²

．
（3）通過比較分析產生誤差的原因是

空氣阻力影響

．

Answer 1

分析：（1）根據摩擦力公式，結合牛頓第二定律，則有a=μg，即可求解；
（2）根據紙帶的數據，由公式a=

△x

T2

，即可求解；
（3）物體在向左運動時，還受到空氣阻力作用．

解答：解：（1）木塊受到滑動摩擦力大小為f=μmg；
根據牛頓第二定律，則有a=

f

m

=

μmg

m

=μg=2.9m/s²．
（2）根據紙帶數據，由公式a=

△x

T2

，取前四段作為時間T，則相等時間T內，位移之差為△X．
則有a=

(7.72+7.21+6.71+6.25)-(5.76+5.29+4.81+4.31)

(8×0.02)2

m/s²=3.0m/s²
（3）通過比較分析，重物落地后，木塊在運動過程中，除受到水平面的摩擦阻力作用外，還受到空氣的阻礙，因此產生誤差的原因是空氣阻力影響，
故答案為：
（1）2.9 m/s²（2）3.0 m/s²（3）空氣阻力影響．

點評：考查牛頓第二定律的應用，掌握如何根據紙帶來計算加速度．理解公式a=

△x

T2

，中的△x的含義．