Question

10．如圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．盤和重物的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M．實驗中用盤和重物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(jié)長木板一端定滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是B（填寫所選選項的序號）．
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(jié)m的大小，使小車在盤和重物的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的右端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去盤和重物，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．將長木板的右端墊起適當的高度，撤去紙帶以及盤和重物，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，實驗小組的成員經過討論選擇以下的C組，請文字簡述選擇的理由：C
A．M=20g，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
③如圖2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，量出相鄰的計數點之間的距離分別為x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆．已知相鄰的計數點之間的時間間隔為T，關于小車的加速度a的計算方法，產生誤差較小的算法是D．

A．$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$        
B．$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）+（{x}_{3}-{x}_{2}）+（{x}_{4}-{x}_{3}）+（{x}_{5}-{x}_{4}）+（{x}_{6}-{x}_{1}）}{5{T}^{2}}$
C．$\frac{{x}_{6}-{x}_{1}}{5{T}^{2}}$         
D．$\frac{（{x}_{6}-{x}_{3}）+（{x}_{5}-{x}_{2}）+（{x}_{4}-{x}_{1}）}{9{T}^{2}}$．

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；
（3）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

解答 解：（1）要使小車受到的合力等于細線的拉力，實驗前應平衡摩擦力，具體做法是：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，故選B．
（2）當m＜＜M時，即當盤和重物的總質量m遠遠小于小車和砝碼的總質量M時，繩子的拉力近似等于盤和重物的總重力，由題意可知，最合理的一組m與M值是C．
（3）應用△x=aT²求加速度時，為減小測量誤差，△x常采用不相鄰點間的位移差，并且采用逐差法，由各選項可知，誤差最小的算法是D．故選：D．
故答案為：（1）B；（2）C；（3）D．

點評 本題考查驗證牛頓第二定律的實驗，要注意明確實驗原理，掌握應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力．