Question

20．如圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．沙和沙桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M．實驗中用沙和沙桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小．

①實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是B．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節m的大小，使小車在沙和沙桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
B．將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去沙和沙桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及沙和沙桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動
D．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及沙和沙桶，釋放小車，觀察判斷小車是否能自由滑動
②實驗中要進行質量m和M的選取，以下最合理的一組是C．
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g．

Answer 1

分析 ①小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應平衡摩擦力；
②當沙和沙桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，即m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于沙和沙桶的重力．

解答 解：①為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動，即平衡摩擦力，故選B．
②當m＜＜M時，即當沙和沙桶總質量遠遠小于小車和砝碼的總質量，繩子的拉力近似等于沙和沙桶的總重力．因此最合理的一組是C．故選：C．
故答案為：①B；②C．

點評 實驗問題需要結合物理規律去解決．實驗中的第2題考查的是力學問題，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，會導致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力減小等現象，這些我們都要從學過的力學知識中解決．