Question

【題目】(1)圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．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�。�

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，先調節長木板上滑輪的高度，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．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．

②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、40g

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

(2)如圖2是研究勻變速直線運動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，則打點計時器打C點時小車的速度為 VC＝________m/s，小車的加速度a＝________m/s2.(結果均保留2位有效數字)

Answer 1

【答案】（1）①B； ②C； （2）0.49； 0.42

【解析】

（1）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重物加速下滑，處于失重狀態，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，對重物，有：mg-T=ma；對小車，有：T=Ma解得：T=mg；故當M＞＞m時，有：T≈mg，故C符合要求，故選：C。
（2）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0.1s；

打點計時器打C點時小車的速度為 ；

利用勻變速直線運動的推論△x=at2，sDE-sAB=3a1T2；sEF-sBC=3a2T2；sFG-sCD=3a3T2；
a=（a1+a2+a3），代入數據得：a=0.42m/s2．