Question

【題目】某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題：

(1)該同學在實驗前準備了圖甲中所示的實驗裝置及下列輔助器材：其中不必要的器材是_______（填代號）．

A.交流電源、導線B.天平（含配套砝碼）C.秒表D.刻度尺E.細線、砂和小砂桶

(2)打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖2所示，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.69cm，小車做勻加速直線運動的加速度a=______m/s2.（結果保留三位有效數字）

(3)在驗證“質量一定，加速度a與合外力F的關系”時，某學生根據實驗數據作出了如圖3所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是_______，圖線在末端彎曲的原因是_____________．

Answer 1

【答案】C 1.71 木板角度太大，平衡摩擦力過度 砂和砂桶的質量太大

【解析】

(1)[1]在實驗中，打點計時器可以測量時間，所以不需要秒表．上述器材中不必要的為C．

(2)[2]因為計數點間時間間隔T=0.1s；根據△x=aT2得：

(3)[3]由圖象可知小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過度，即木板與水平面的夾角太大．
[4]該實驗中當小車的質量遠大于砂和小砂桶質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砂和小砂桶的總重力大小；隨著砂和小砂桶質量增大，細線對小車的拉力大小小于砂和小砂桶的總重力大小，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象．