Question

实验题（18分，每空2分）

（1）（8分）如图（a）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.

①平衡小车所受的阻力的操作：取下        ，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图（b）所示，则应     （填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止．

②图（c）为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标为小车上砝码的质量．

设图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．

（2）（10分）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．

①请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误：a                  ；b                       ．

②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得、、、、．若打点的周期为T，则打E点时速度为=          ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 =        ．

③若当地的重力加速度值为，请写出误差的主要原因                            ．

Answer

（1）①砝码（答沙桶或其它都不给分），减小 ②，

（2）①a打点计时器应接交流电源，b重物释放时应紧靠打点计时器；

② ，9.4  ；   ③空气阻力和摩擦阻力的影响。

【解析】

试题分析：（1）①平衡摩擦力时，应取下砝码，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动；由图（b）所示纸带可知，小车在运动过程中在相等时间内的位于越来越大，小车做加速运动，平衡摩擦力太过，木板倾角太大，应减小木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止．

②设小车质量为，小车所受到外力为，由牛顿第二定律有：，所以，则由图（c）知图象的斜率为，故；纵轴截距为，所以比．

（2）①打点计时器使用交流电源工作，而本题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上所打点很少，不利于减小误差。

②匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，从D带你到F点的时间为：，所以有：；根据，得：，由此可知图线的斜率表示，可得，则。

③由于重物下落过程中不可避免的受到摩擦阻力和空气阻力作用，因此所测的重力加速度偏小。

考点：本题考查了探究牛顿第二定律、力的平衡、测定自由落体的加速度、动能定理。