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学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中，图甲为实验装置简图。(所用交变电流的频率为50Hz)。(1)同学们在进行实验时，为了减小实验时的系统误差，使分析数据时可以认为砂
网友投稿  2022-07-30 00:00:00  互联网

◎ 题目

学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中，图甲为实验装置简图。(所用交变电流的频率为50Hz)。
(1)同学们在进行实验时，为了减小实验时的系统误差，使分析数据时可以认为砂桶的重力等于小车所受的合外力，你认为应采取的措施有：
①                                                 
②__________________________________________________
(2)图乙所示为某小组在做实验中，由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm。则打A点时小车的瞬时速度的大小是_________m/s，小车加速度的大小是__________m/s2(计算结果保留三位有效数字)。

(3)另一小组在该实验中得到了如下一组实验数据:
F/N
0.196
0.294
0.392
0.490
0.588
a/m·s-2
0.25
0.58
0.90
1.20
1.53
 
①在图丙的坐标中画出a - F的图线

② 从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是___________(填字母序号)
A．实验没有平衡摩擦力              
B．实验中平衡摩擦力时木板倾角过小
C．实验中平衡摩擦力时木板倾角过大  
D．实验中小车质量发生变化

◎ 答案

(1) ①把长木板不带滑轮的一端垫高，形成斜面以平衡摩擦力
②让砂桶的质量m远远小于小车的质量M
(2) 0.864   0.640  
(3) ①a—F的图线如下图
 
②AB

◎ 解析


试题分析：(1) ①小车和轨道间存在摩擦力，为了平衡摩擦力要把长木板不带滑轮的一端垫高，让小车重力沿斜面向下的分力等于小车所受摩擦力。
②只有砂桶的质量m远远小于小车的质量M，砂桶的重力才近似的等于小车受到的拉力。
(2)打A点时小车的瞬时速度；由可得，小车加速度的大小
(3) ①采用描点法作图．先根据表格中每组数据，在坐标轴上描点，再用平滑的曲线将点拟合起来，a—F的图线如下图
 
②有图可知图线与横轴有交点，表示只有当拉力增大到一定只是小车才有加速度，说明实验时没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时木板倾角过小；由于a—F的图线是一条直线，所以实验中小车质量没有发生变化。
故选AB
点评：因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(由于加速运动，实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差．小盘和砝码的总质量m越接近小车的质量M，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．

◎ 知识点

    专家分析，试题“学校实验小组在“验证牛顿第二定律”的实验中，图甲为实验装置简图。(所用交变电流的频率为50Hz)。(1)同学们在进行实验时，为了减小实验时的系统误差，使分析数据时可以认为砂…”主要考查了你对  【实验：探究小车速度随时间变化的规律】，【实验：探究弹力与弹簧伸长的关系】，【实验：探究加速度与力、质量的关系】，【实验：探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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