Question

學校實驗小組在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，圖甲為實驗裝置簡圖。(所用交變電流的頻率為50Hz)。
(1)同學們在進行實驗時，為了減小實驗時的系統誤差，使分析數據時可以認為砂桶的重力等于小車所受的合外力，你認為應采取的措施有：
①                                                 
②__________________________________________________
(2)圖乙所示為某小組在做實驗中，由打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.10s，其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm。則打A點時小車的瞬時速度的大小是_________m/s，小車加速度的大小是__________m/s²(計算結果保留三位有效數字)。

(3)另一小組在該實驗中得到了如下一組實驗數據:

F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
a/m·s-2	0.25	0.58	0.90	1.20	1.53

 
①在圖丙的坐標中畫出a - F的圖線

② 從圖中可以發現實驗操作中存在的問題可能是___________(填字母序號)
A．實驗沒有平衡摩擦力              
B．實驗中平衡摩擦力時木板傾角過小
C．實驗中平衡摩擦力時木板傾角過大  
D．實驗中小車質量發生變化

Answer 1

(1) ①把長木板不帶滑輪的一端墊高，形成斜面以平衡摩擦力
②讓砂桶的質量m遠遠小于小車的質量M
(2) 0.864   0.640  
(3) ①a—F的圖線如下圖
 
②AB

試題分析：(1) ①小車和軌道間存在摩擦力，為了平衡摩擦力要把長木板不帶滑輪的一端墊高，讓小車重力沿斜面向下的分力等于小車所受摩擦力。
②只有砂桶的質量m遠遠小于小車的質量M，砂桶的重力才近似的等于小車受到的拉力。
(2)打A點時小車的瞬時速度；由可得，小車加速度的大小
(3) ①采用描點法作圖．先根據表格中每組數據，在坐標軸上描點，再用平滑的曲線將點擬合起來，a—F的圖線如下圖
 
②有圖可知圖線與橫軸有交點，表示只有當拉力增大到一定只是小車才有加速度，說明實驗時沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時木板傾角過小；由于a—F的圖線是一條直線，所以實驗中小車質量沒有發生變化。
故選AB
點評：因實驗原理不完善造成誤差：本實驗中用小盤和砝碼的總重力代替小車受到的拉力(由于加速運動，實際上小車受到的拉力要小于小盤和砝碼的總重力)，存在系統誤差．小盤和砝碼的總質量m越接近小車的質量M，誤差就越大；反之，小盤和砝碼的總質量越小于小車的質量，誤差就越小．