Question

某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：

(1)通过实验得到如图乙所示的a-F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角_________(选填“偏大”或”偏小”)。

(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足_________的条件。

(3)该同学得到如图丙所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点；∆x=x_DG-x_AD_____cm。由此可算出小车的加速度a=_____m/s²。(结果保留两位小数)

Answer

(1). 偏大 (2). 小于 (3). M≫m (4). 1.80 (5). 5.0

【解析】 (1)根据所给的F-a图像可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的；

(2)根据牛顿定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝＜mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减少误差。

(3)由题图读出xAD＝2.10 cm，xDG＝3.90 cm，所以Δx＝xDG－xAD＝1.80 cm，根据Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2。