Question

某同学在验证牛顿第二定律的实验中，实验装置如图1所示．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz开始实验

某同学在验证牛顿第二定律的实验中，实验装置如图1所示．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz开始实验时，细线上挂适当的钩码，释放小车后，小车做匀加速运动，与小车相连的纸带上被打出一系列小点．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、l、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点问的距离如图所示，根据图中数据计算的加速度a=______m/s2（2）（保留三位有效数字）．（2）实验中，该同学测出拉力F（钩码重力）和小车质量M，根据a＝FM计算出加速度．发现绝大多数情况下，根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大．若该同学实验操作过程没有错误，试分析其原因．（至少写两点）（3）另一同学在完成同样的实验时，每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码，利用纸带测出每次小车的加速度，如果小车质量为l 00g，细绳质量可忽略，则下列曲线中哪一个用于描述小车加速度随着吊挂砝码个数的变化最为适合





Answer 1

（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，
根据逐差法有：a=

x36?x03

(3T)2

=0.496m/s²．
（2）实验中小车合力要小于钩码重力，所以根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大的原因是存在摩擦阻力，绳实际的拉力小于钩码的重力．
（3）根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

m+M

所以小车加速度a=

mg

m+M

=

g

1+ M m

每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码，即m增大，
所以描述小车加速度随着吊挂砝码个数的变化最为适合是D，
故答案为：（1）a=0.496m/s²
（2）存在摩擦阻力，绳实际的拉力小于钩码的重力
（3）D