Question

某实验小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。

原理是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，通过纸带分析得到的实验测量值，比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律。

（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力后的实验过程中打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度的实验测量值a_测=_________m/s²。（结果保留两位有效数字）

（2）如果用天平测得小车和车内钩码的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则小车加速度的理论值为a_理=____________________（当地的重力加速度为g）

（3）对于该实验下列做法正确的是（填字母代号）_______

A．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将砝码和砝码盘通过定滑轮拴小车上

B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

C．小车和车内钩码的总质量要远大于砝码和砝码盘的总质量

D．通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

E．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源

Answer

0.16（0.15也对） mg/(M+m) BD

【解析】(1) 相邻计数点之间还有4个点，说明相邻的两个计数点时间间隔为0.1s

运用匀变速直线运动的公式为：△x=at2

得：

（2）设绳子拉力为T，根据牛顿第二定律，对于砝码和砝码盘：mg-T=ma，

对于小车和车内钩码：T=Ma

联立得：a=mg/（M+m）

（3）A、在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上。故A错误；

B、调节滑轮的高度时，应使牵引小车的细绳与长木板保持平行。故B正确；

C、利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，不需要使小车和车内钩码的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量，C错误；

D、通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度。故D正确；

E、实验时，应先接通电源，再释放小车。故E错误；

故选：BD。

【名师点睛】

探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西。小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力。操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车。根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码桶及桶内砝码的总重力的关系，求出加速度的理论值；利用理论值计算加速度，不需要使小车和车内钩码的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量。