Question

（1）如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置。

①在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量，通常采用如下两个措施：

A．平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动；

B．在调整砝码多少的过程中，要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M．

以上哪一个措施中有何重大错误？（说明错误点）                    

②如图是上述实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0．02s，结合图乙给出的数据（单位cm），求出小车运动加速度的大小为_____m/s²，并求出纸带中P点瞬时速度大小为______m/s（计算结果均保留2位有效数字）

（2）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

①图线________是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“甲”或“乙”）；

②滑块和位移传感器发射部分的总质量m=____________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________。

Answer

（1）① A有错误，平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘。 ② 4．0 ，2．6

（2）① 甲 ② 0．5 ，0．2

【解析】试题分析：（1）① A有错误，平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘。

②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0．1s，设0到A之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2；x5-x2=3a2T2；x6-x3=3a3T2；为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3），即小车运动的加速度计算表达式为：纸带中P点瞬时速度大小为

（2）①由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线甲是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．

②根据F=ma得所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数．由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2，所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0．5Kg ；由图形b得，在水平轨道上F=1N时，加速度a=0，根据牛顿第二定律得F-μmg=0，解得μ=0．2。

考点：验证牛顿第二定律

【名师点睛】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。