Question

【題目】圖為“驗證牛頓第二定律”實驗裝置示意圖．砂和砂桶的總質量為m,小車和砝碼的總質量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小．

(1) 在研究加速度和合力F、質量m的關系時，應用的是__________

A．控制變量法 B．等效替代法

C．理論推導法 D．理想實驗法

(2) 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_________

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，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，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

C．撤去紙帶以及砂和砂桶，將長木板的一端墊起適當的高度，直至小車自己能夠下滑

(3) 實驗中要進行質量m和M的選取，以下最合理的一組是________

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(4) 下圖是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，量出相鄰的計數點之間的距離分別為：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm，sEF＝5.91 cm，sFG＝6.34 cm. 已知打點計時器的工作頻率為50 Hz，則C點的速度 vc=_______________ m/s，小車的加速度大小a=________m/s2. (結果保留兩位有效數字)．

Answer 1

【答案】 A B C 0.49m/s 0. 42m/s2

【解析】（1）在研究加速度a 和力F、質量m的關系時，應用的控制變量法，故A正確，BCD錯誤。

（2）實驗時，應平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動，故選B。

（3）當m＜＜M時，即當砂和砂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砂和砂桶的總重力，故選C。

（4）相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出，相鄰的計數點時間間隔為T=0.1s。由推論可知C點的速度為： ，利用勻變速直線運動的推論△x=aT2，得： ， ， ，平均加速度為： ，由以上可得： ，代入數據解得：a=0. 42m/s2。