Question

用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：
（1）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的傾角

偏大

（填“偏大”或“偏小”）．

（2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足

M＞＞m

的條件
（3）某同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)．由此可算出小車的加速度a=

5.0

m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：1、考查實(shí)驗(yàn)時(shí)平衡摩擦力時(shí)出現(xiàn)的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時(shí)過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．
2、根據(jù)牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼和盤的總重力的關(guān)系，判斷出在什么情況下砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力．
3、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答：解：（1）當(dāng)拉力F等于0時(shí)，小車已經(jīng)產(chǎn)生力加速度，故原因是平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力過大，在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角偏大．
（2）對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a=

mg

M+m

，
則繩子的拉力F=Ma=

mg

1+ m M

，
當(dāng)M＞＞m，即砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量時(shí)，砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力．
所以為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足M＞＞m 的條件．
（3）根據(jù)刻度尺的示數(shù)可知△x=s_D-s_A=3.90cm-2.10cm=1.80cm，
時(shí)間間隔為T=0.06s，
代入公式△x=aT²可以求出加速度為：a=

0.0180

(0.06)2

=5.0m/s²．
故答案為：（（1）偏大    
（2）M＞＞m   
（3）5.0

點(diǎn)評(píng)：教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．