Question

19．如圖甲所示，是驗證牛頓第二定律的實驗裝置．
（1）請完善下列實驗步驟：
A．用天平測量吊盤m和小車的質(zhì)量M．
B．平衡小車的摩擦阻力：取下吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推一下小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列均勻的點．
C．按住小車，掛上吊盤，使細線與長木板平行．
D．接通電源，釋放小車，在紙帶上標出吊盤（或小車）的總質(zhì)量m（或M）．
E．保持小車總質(zhì)量一定，多次改變吊盤中的砝碼，重復C D步驟．
F．保持吊盤總質(zhì)量一定，多次改變小車質(zhì)量，重復C D步驟．

（2）如圖乙所示，小車總質(zhì)量一定時，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出a-m圖象，圖線斜率的倒數(shù)與重力加速度g 的乘積表示小車質(zhì)量，其值為10．g取10m/s²，結果保留2位有效數(shù)字）；
（3）如圖乙所示，圖線不通過原點的原因是D
A．小車總質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量                 B．小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量
C．平衡小車的阻力時，木板的傾角過大         D．平衡小車的阻力時，木板的傾角過�。�

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗應采用控制變量法，實驗前應平衡摩擦力，平衡摩擦力時小車應能在木板上做勻速直線運動．
（2）應用牛頓第二定律求出圖示的函數(shù)表達式，然后根據(jù)函數(shù)表達式與圖示圖象分析答題．
（3）實驗前應平衡摩擦力，分析圖示圖象答題．

解答 解：（1）實驗步驟：
A、用天平測量吊盤m和小車的質(zhì)量M．
B、平衡小車的摩擦阻力：取下吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推一下小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列均勻的點．
C、按住小車，掛上吊盤，使細線與長木板平行．
D、接通電源，釋放小車，在紙帶上標出吊盤（或小車）的總質(zhì)量m（或M）．
E、保持小車總質(zhì)量一定，多次改變吊盤中的砝碼，重復C D步驟．
F、保持吊盤總質(zhì)量一定，多次改變小車質(zhì)量，重復C D步驟．
（2）由牛頓第二定律得：mg=Ma，加速度：a=$\frac{g}{M}$m，a-m圖象的斜率：k=$\frac{g}{M}$=$\frac{0.5}{0.6-0.1}$=1，則：$\frac{g}{k}$=M，圖線斜率的倒數(shù)與重力加速度g的乘積表示：小車的質(zhì)量，M=$\frac{g}{k}$=10kg；
（3）由圖示圖象可知，當?shù)醣P質(zhì)量大到一定值即拉力大到一定值時才產(chǎn)生加速度，說明小車受到的合力小于吊盤的重力，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（木板傾角過小造成的），故選D；
故答案為：（1）B、均勻；C、平行；F、改變小車質(zhì)量；（2）小車質(zhì)量；10；（3）D．

點評 本題考查了實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析，掌握基礎知識即可解題；實驗前要平衡摩擦力，使小車在木板上做勻速直線運動；應用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達式是解題的關鍵．