Question

【題目】在驗證牛頓第二定律實驗中，小車及車中砝碼的質量用M表示，桶及桶中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶通過打點計時器打出的點計算出。

（1）某組同學用如圖甲所示裝置，采用控制變量的方法，來研究M不變的情況下，小車的加速度a與小車受到的力的關系。下列操作不正確的是_____。

①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力

②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動

③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力

④實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力

⑤實驗中將小車靠近打點計時器，然后先放小車，再開打點計時器的開關

（2）該同學得到如圖乙所示的紙帶，A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點。相鄰兩點間的時間0.02s由此可算出小車的加速度a=_____。

（3）該同學測得小車質量M一定時，a與F的數據資料如下表所示。根據表中數據，在右圖坐標系中描點畫出圖丙a=F圖象：根據圖象可以得出結論：_____。

a/（m/s2）	1.98	4.06	5.95	8.12
F/N	1.00	2.00	3.00	4.00

Answer 1

【答案】②③⑤5m/s2a與F成正比

【解析】

（1）①、實驗首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細繩對小車的拉力，故①正確；
②、平衡摩擦力的方法就是，小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶，把小車放在斜面上給小車一個初速度，看小車能否做勻速直線運動；故②錯誤；
③、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質量即改變拉小車拉力，不需要重新平衡摩擦力，故③錯誤；
④、實驗中，要保證塑料桶和所添加砝碼的總質量遠小于小車的質量，這樣才能使得塑料桶和所添加砝碼的總重力近似等于細繩對小車的拉力，所以實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力，故④正確；
⑤、實驗中應先接通電源，后放開小車，故⑤錯誤；
本題選不需要和不正確的，故選：②③⑤。
（2）由圖乙所示紙帶數據；再由△x=at2
可知加速度為：；
（3）描點作圖，讓盡量多的點落在直線上或分居直線兩側，如圖所示：

根據圖象可以判定：因為a與F的圖線為過原點的傾斜直線，知當M一定時，a與F的關系是a與F成正比。