Question

某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律的问题。        

①为了尽可能减少摩擦力的影响，需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动穿过计时器的纸带时，能在纸带上                            。

②在____________条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力。

③在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，其中h_A=42.05cm,  h_B=51.55cm,  h_C=62.00cm则小车的加速度为a=          m/s²。（保留2位有效数字）

④在”验证牛顿运动定律”的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足②问的条件,结果得到的图象应是下图中的(       )    

Answer

（1）打出间距均匀的点；（2）沙桶质量远小于小车总质量；（3） 0.95；（4）D

【解析】

试题分析：①实验中要研究牛顿第二定律，需要平衡摩擦力，应通过右侧垫高的方法使小车受到的摩擦力与重力的分力相互平衡，平衡的依据就是在小车没有沙桶拖动下，小车做匀速直线运动，即小车拖动穿过计时器的纸带时，能在纸带上打出间距均匀的点；

②在沙桶质量远小于小车总质量条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力。

③小车的加速度为

④随着1/M增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近与定值g，故ABC错误，D正确．故选D

考点：研究牛顿第二定律

【名师点睛】此题是研究牛顿第二定律的实验；只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度。