Question

5．如圖甲示，是驗證牛頓第二定律的實驗裝置．
（1）請完善下列實驗步驟：
A．用天平測量吊盤m₀和小車的質(zhì)量M₀．
B．平衡小車的摩擦阻力：取下吊盤，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列間距相等的點．
C．按住小車，掛上吊盤，使細線與長木板平行．
D．接通電源，釋放小車，在得到的紙帶上標(biāo)出吊盤（或小車）的總質(zhì)量m（或M）．
E．保持小車總質(zhì)量一定，多次改變吊盤中的砝碼，重復(fù)C D步驟．
F．保持吊盤總質(zhì)量一定，多次改變小車的質(zhì)量，重復(fù)C D步驟．
（2）如圖乙示，紙帶上3個相鄰計數(shù)點的間距為s₁、s₂和s₃．用米尺測量s₁、s₃的間距，由圖可讀出s₁=24.3mm，s₃=47.1mm．已知打點計時器打點周期為0.02s，利用s₁、s₃計算小車加速度a=1.14m/s²．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 明確實驗原理及實驗方法；
知道為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)該遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量
由勻變速直線運動的推論得：△x=aT²由則可求得加速度．

解答 解：（1）D、在實驗時應(yīng)先接通電源，再釋放小車；
F、因驗證加速度與小車質(zhì)量之間的關(guān)系；故應(yīng)多次改變小車的質(zhì)量，重復(fù)實驗；
（2）設(shè)紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s₁、s₂、s₃．
由勻變速直線運動的推論得：△x=aT²
即s₃-s₁=2a（5△t）²
a=$\frac{{{s}_{3}-s}_{1}}{5{0（△t）}^{2}}$
圖2為用米尺測量某一紙帶上的s₁、s₃的情況，由圖可讀出s₁=24.2mm，s₃=47.2mm．
由此求得加速度的大小a=$\frac{{{s}_{3}-s}_{1}}{5{0（△t）}^{2}}$=1.15m/s²．
故答案為：（1）D．接通電源； F．小車質(zhì)量（或小車中的砝碼個數(shù)）（2）47.1；1.15

點評 本題考查驗證牛頓第二定律的實驗；對于實驗問題要掌握實驗原理、注意事項和誤差來源；遇到涉及圖象的問題時，要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．