Question

在做牛頓第二定律實驗時：
（1）如圖是某同學得到的一條紙帶，從0點開始每5個計時點取一個計數點，依照打點的先后順序依次編號為1、2、3、4、5、6，測得x₁=5.18cm，x₂=4.40cm，x₃=3.62cm，x₄=2.78cm，x₅=2.00cm，x₆=1.22cm．根據紙帶求得小車的加速度為

-0.80

m/s²（結果保留兩位有效數字） 

（2）在實驗中另一同學得不出當小車的質量一定時加速度a與作用力F成正比的正確圖線，而是得出下列圖線．請分別說出得出圖中A、B、C三種圖的原因．

①得到A圖的原因

平衡摩擦力時，軌道傾角過大

．
②得到B圖的原因

平衡摩擦力不夠，或未平衡摩擦力

．
③得到C圖的原因

未滿足小車質量遠遠大于砂、桶總質量

．

Answer 1

分析：（1）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
（2）①A圖象表明在小車的拉力為0時，合外力大于0，說明平衡摩擦力過度．
②B圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
③當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，否則圖象將會發生彎曲．

解答：解：（1）打點計時器的打點周期為0.02s，所以相鄰兩記數點間的時間間隔為：T=5×0.02=0.1s．
根據逐差法有：
a=

(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)

(3T)2

=-0.80m/s2，負號表示與運動方向相反．
（2）①A圖象表明在小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過渡，即平衡摩擦力時，軌道傾角過大．
②B圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．
③該實驗中當小車的質量遠大于砂、桶總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，隨著F的增大，即隨著鉤碼質量增大，逐漸的鉤碼質量不再比小車質量小的多，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象．
故答案為：（1）0.80
（2）①平衡摩擦力時，軌道傾角過大
②平衡摩擦力不夠，或未平衡摩擦力
③未滿足小車質量遠遠大于砂、桶總質量

點評：（1）本題借助實驗考查了勻變速直線的規律以及推論的應用，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力．
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．