Question

實驗課上，同學們利用如圖a所示的實驗裝置“驗證牛頓第二定律”．實驗中認為細繩對小車拉力F等于鉤碼的重力，小運動加速度a可用紙帶上點求得：
（1）圖b為某次實驗得到的紙帶，其中每兩個計數點之間有四個打點沒有畫出，已知打點計時器的打點周期是0.02．根據紙帶可求出小車的加速度大小為

0.60

m/s²（保留二位有效數字）
（2）下列說法正確的是

A

A．本實驗小車質量應遠大于鉤碼的質量
B．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力
C．實驗時應先釋放小車后再接通電源
D．在用圖象探究加速度與質量關系時，應作出a-M圖象才好判斷（M為小車總質量）
（3）實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象，可能是圖C中的圖線

丙

．（選填“甲”、“乙”、“丙”）

Answer 1

分析：（1）根據紙帶實驗數據，應用勻變速直線運動的推論△x=at²可以求出小車的加速度；
（2）根據實驗注意事項分析答題；
（3）實驗時如果沒有平衡摩擦力，小車受到的合力等于鉤碼重力與摩擦力的合力，當鉤碼的拉力大到一定程度時，小車才有加速度，分析圖示圖象答題．

解答：解：（1）由題意知，計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，由圖示紙帶可知，
小車的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

=

0.0303-0.0121+0.0362-0.0183+0.0425-0.0242

9×0．12

≈0.60m/s²；
（2）A、當小車質量遠大于鉤碼的質量時，可以近似認為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，實驗時應保證小車質量遠大于鉤碼質量，故A正確；
B、實驗前應平衡摩擦力，一旦平衡摩擦力，在實驗中不需要再次平衡摩擦力，每次改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；
C、實驗時應先接通電源，然后再釋放小車，故C錯誤；
D、在拉力一定時，小車的加速度與質量成反比，與質量的倒數成正比，在用圖象探究加速度與質量關系時，為了方便實驗數據出處理應作出a-

1

M

圖象，故D錯誤；
（3）實驗時如果沒有平衡摩擦力，小車受到的合力等于繩子拉力（鉤碼重力）與摩擦力的合力，小于鉤碼的重力，當拉力拉力小于摩擦力時，小車加速度等于零，即a-F圖象在F軸上有截距，由圖c所示圖象可知，沒有平衡摩擦力而得出的圖象為圖線丙．
故答案為：（1）0.60；（2）A；（3）丙．

點評：本題考查了求小車加速度、實驗注意事項、實驗數據處理等問題；在驗證牛頓第二定律實驗時，要平衡摩擦力，需要注意小車質量應遠大于鉤碼質量．