Question

（1）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测

（1）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图． ①A图线不通过坐标原点的原因是______．②A图上部弯曲的原因是______．③B图线在纵轴上有截距的原因是______．（2）某同学利用气垫导轨做验证牛顿运动定律的实验，步骤是：①调平气垫导轨，在通气情况下滑块在导轨上不移动，然后关掉气源②将两个光电门装在气垫导轨上（距导轨两端均还有一定的距离），并记下两个光电门间的距离L③测出遮光片的宽度d，将遮光片装在滑块上④将气垫导轨的一端垫上一定厚度的垫片，使气垫导轨两端的高度差为h⑤接通气源，让滑块从导轨的一端由静止开始下滑，记下滑块先后经过两光电门的遮光时间t 1 、t 2 （均为毫秒级）⑥改变垫片的厚度，使气垫导轨两端的高度差分别为2h、3h、…重复实验请回答以下问题：A．该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门时的速度，其表达式是V 1 =______V 2 =______B．该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门这段位移的加速度，其表达式是a=______（用直接测得的物理量字母表示）C．该同学通过实验得到了一组数据（见表），请你在坐标纸中做出a-h图象，从图象中得到a与h的关系是：______． 序号 垫高（cm） . a (m/ s 2 ) 1 6.00 0.437 2 5.50 0.398 3 5.00 0.364 4 4.50 0.330 5 4.00 0.289 6 3.50 0.253 7 3.00 0.217 D．该同学由以上关系下结论说：在质量不变的情况下，滑块的加速度与所受合外力成正比，该同学的依据是______．

Answer 1

（1）①A图中，说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够． ②该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即随着砂和砂桶质量增大，逐渐的砂和砂桶质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象． ③B图线在纵轴上有截距的原因是平衡摩擦力太过 （2）A、由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度． 滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v 1 = d t 1 ， 滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v 2 = d t 2 B、根据 v 22 - v 21 =2ax得， a= 1 2L ( d 2 t 22 - d 2 t 21 ) C、在坐标纸中做出a-h图象， 从图象中得到a与h的关系是：加速度a与h成正比 D、小车受合外力为：F=mgsinθ=mg h s （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比 故答案为：（1）①没有平衡摩擦，或平衡摩擦不够 ②砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量 ③平衡摩擦力太过 （2）A． d t 1 ， d t 2 B．a= 1 2L ( d 2 t 22 - d 2 t 21 ) 或 d 2 ( t 21 - t 22 ) 2L t 21 t 22 （用直接测得的物理量字母表示） C．a-h关系图如图 A和h关系是：加速度a与h成正比 D．小车受合外力为：F=mgsinθ=mg h s （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比