某同学用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:

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  • 解题思路:1、考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题,不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,就是平衡摩擦力时过大.从图上分析两图各是什么原因即可.2、根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系,判断出在什么情况下砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力.3、根据匀变速直线运动的规律△x=aT2可以求出加速度的大小.

    (1)当拉力F等于0时,小车已经产生力加速度,故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大,在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大.

    (2)对整体分析,根据牛顿第二定律得,a=[mg/M+m],

    则绳子的拉力F=Ma=[mg

    1+

    m/M],

    当M>>m,即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时,砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力.

    所以为了便于探究、减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M>>m 的条件.

    (3)根据刻度尺的示数可知△x=sDG-sAD=3.90cm-2.10cm=1.80cm,

    两计数点之间还有四个点未画出,所以时间间隔为T=0.1s,

    代入公式△x=aT2可以求出加速度为:a=

    0.0180

    0.09=0.20m/s2

    故答案为:(1)偏大;(2)M>>m;(3)0.20.

    点评:

    本题考点: 验证牛顿第二运动定律.

    考点点评: 教科书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由.比如为什么要平衡摩擦力,为什么要先接通电源后释放纸带等.