Question

（7分）某同學用如圖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中所示的實驗裝置及下列輔助器材：
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
其中不必要的器材是        (填代號)。
（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甲所示，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v_B=         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乙所示的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

（1）C （1分）（2）0.680 （1分）； 1.61 （2分）（3）平衡摩擦力過度      （1分）
砂和小砂桶的總質量m不遠小于小車和砝碼的總質量M （2分）

試題分析：（1）由于打點計時器就是一個計時裝置，所以不需要秒表（2）由圖中知T=0.1s,勻變速直線運動的平均速度等于時間中點的瞬時速度，=0.680m/s，由知，，解得，由題中x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，帶入上式解得a=1.61m/s²。
（3）由圖中知，當F=0時，a≠0，說明重力的分力產生了加速度，原因是平衡摩擦力過度，所以圖線不過原點的原因是平衡摩擦力過度；以小車、砂和小砂桶整體為研究對象得：，以小車為研究對象得，聯立解得，當時，在圖線中，F越大，mg越大，就越不滿足的條件，所以圖線在末端彎曲。