Question

【題目】某同學用如圖甲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乙所示，已知打點計時器打點的時間間隔T=0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm，則在打下點跡B時，小車運動的速度vB=m/s；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丙所示的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】
（1）C
（2）0.680,1.61
（3）平衡摩擦力過度,砂和砂桶的質量太大
【解析】解：（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）B點的速度等于AC段的平均速度，則有：vB= = ≈0.680m/s，

根據△x=aT2得：a= = = =1.61m/s2；（3）由圖丙所示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；

該實驗中當小車的質量遠大于砂和砂桶的質量太大時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砂和砂桶的總重力大小，隨著F的增大，即砂和砂桶的質量增大，逐漸地砂和砂桶的質量不再滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象．

所以答案是：（1）C；（2）0.680；1.61；（3）平衡摩擦力過度；砂和砂桶的質量太大．