解题思路:(1)本实验目的验证力的平行四边形定则,两次橡皮条必须沿相同方向拉到相同的位置,使两个拉力与一个拉力效果相同.直接由作图得到的合力是理论值,由弹簧称测量出的合力是实际值.
(2)在”验证牛顿运动定律”的实验中,要使绳子拉力等于小车的合力,必须平衡摩擦力,由重力沿斜面向下的分力平衡滑动摩擦力,所以平衡摩擦力,细绳不系在小车上.本实验是验证牛顿第二定律,而不是应用定律解题,不能牛顿第二定律求加速度.
(3)①对于纸带,根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,求解加速度.
②小车加速度a与质量m之间的关系时,如直接作a-m图象,是曲线,不方便判断它们之间的关系.如作a-[1/m]图象是直线,便于直观分析a与m的关系.
③c图:当砂和砂桶的质量远小于车的质量时,砂桶重力代替绳子拉力,加速度与拉力成正比.随着砂桶质量增大,破坏了这个条件,实际拉力比砂桶重力小得多,桶实际的加速度比理论值小得多,图线向下弯曲.
d图:当拉力F达到一定值后,小车才产生加速度,说明存在摩擦力的影响.
(1)①每次将橡皮筋的活动端都要拉至O点,要保证前后两次拉力的效果相同,合力与分力效果达到相同.
②F是由弹簧称测量出的合力,是合力的实际值.F′是由F1、F2作出的合力,是合力的理论值.
③o、a两点距离太近,画力的方向时容易产生较大的误差.
(2)A、平衡摩擦力是指重力沿斜面的分力平衡摩擦力,所以平衡摩擦力时,不应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上.故A错误.
B、因为μmgcosα=mgsinθ,得到μgcosθ=gsinθ,与质量无关.所以每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力.故B正确.
C、实验时,先接通打点计时器电源,再放开小车,防止前一段纸带空白.故C错误.
D、本实验目的是验证牛顿运动定律,并不知道加速度与作用力和质量的关系,不能牛顿第二定律求加速度,否则犯了逻辑循环错误.
本题选错误的,故选ACD.
(3)①a=
(x3+x4)−(x1+x2)
4T2≈3.2m/s2
②作加速度与小车质量倒数之间的关系图象,比较直观地确定小车加速度a与质量m之间的关系.
③砂和砂桶的质量没有远小于车的质量,实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
本题答案是
(1)、①保证前后两次作用力的效果相同
②F
③o、a两点距离太近,画力的方向时容易产生误差
(2)ACD
(3)、①、3.2
②作加速度与小车质量倒数之间的关系图象(或作a与1/m的关系图象)
③砂和砂桶的质量没有远小于车的质量,实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
点评:
本题考点: 验证力的平行四边形定则;验证牛顿第二运动定律;探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
考点点评: 本实验是用砂和砂桶的重力代替绳子的拉力,必须满足实验条件:砂和砂桶的质量没有远小于车的质量.