Question

【題目】用如圖所示的裝置驗證牛頓第二定律。

①除了圖中所給器材以及交流電源和導線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是____（選填正確選項的字母）。

A.秒表 B.天平（含砝碼） C.彈簧測力計 D.刻度尺

②實驗前平衡小車與木板間摩擦力的做法是：把實驗器材安裝好，先不掛重物，將小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。用墊塊把木板一端墊高，接通打點計時器，讓小車以一定初速度沿木板向下運動，并不斷調節(jié)木板的傾斜度，直到小車拖動紙帶沿木板做_______運動。

③為使砂桶和砂的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，需滿足的條件是砂桶及砂的總質量小車的總質量。(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”)

④實驗中打出的一條紙帶的一部分如圖５所示。紙帶上標出了連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C，相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打點計時器打B點時，小車的速度=__________m/s。多測幾個點的速度做出v-t圖像，就可以算出小車的加速度。

⑤為研究加速度和力的關系，要保證_______的總質量不變，改變砂桶內砂的質量，重復做幾次實驗，通過實驗數(shù)據(jù)來研究加速度和力的關系。

⑥在研究加速度與質量的關系時，要保證的砂和砂桶的質量不變。若砂和砂桶的質量m與小車的總質量M間的關系不滿足第③問中的條件，由實驗數(shù)據(jù)作出a和的圖線，則圖線應如下圖中的_____所示（選填正確選項的字母）。

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】 BD 勻速 遠小于 0.43—0.45 小車 C

【解析】（1）本實驗目的是探究加速度與力、質量關系，用砂桶的重力代表小車受到的合外力，需要用天平測砂桶和小車的質量，故B正確；打點計時器的工作頻率為50Hz，周期為0.02s，可以計時，不需要秒表，故A錯誤；托盤和砝碼的重力提供拉力，不需要彈簧測力計，故C錯誤打點計時器打下紙帶，需用刻度尺測量距離，以求加速度和瞬時速度，故D正確，故選BD.（2）在驗證牛頓第二定律時小車需平衡摩擦力，直到小車在木板上做勻速運動；（3）砂桶和小車一起運動，根據(jù)牛頓第二定律，對砂桶：，對小車：，可得小車受到的拉力，本實驗用砂桶的重力代表小車受到的拉力，由，可知；只有時，才有，所以滿足的條件為砂和砂桶的總質量遠小于小車和車上砝碼的總質量.（4）因相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有標出，故相鄰計數(shù)點的時間為T=0.1s，根據(jù)平均速度的推論得，B點的瞬時速度等于AC段的平均速度，則有：.（5）為研究加速度和力的關系，要保證小車的質量不變；（6）砂桶和小車一起運動，根據(jù)牛頓第二定律，對砂桶：，對小車：，聯(lián)立得：，而砂和砂桶的質量m不變，由此可知是一條通過原點的直線，故選C.