驗證牛頓第二定律實驗裝置圖

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④ 如圖（a）為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖． ①某同學進行「平衡小車所受的阻力」的操作：取下______

①平衡小車所受的阻力的操作：取下 鉤碼，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應 減小（減小或增大）木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡 間隔均勻為止．
②打點計時器使用的交流電周期T₀=0.02s，每兩點之間還有1個點沒有標出，則相鄰計數點間的時間間隔t=2T₀=0.04s，
由勻變速運動的推論△x=at²可得，加速度：a=

a1+a2

2

，
則有：a=

(△x3+△x4)?(△x1+△x2)

16T2

．
故答案為：①鉤碼； 輕撥小車；減小；間距（分布）均勻；②

(△x3+△x4)?(△x1+△x2)

16T2

．

⑤ 如圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源．在小車質量未知的情

（1）探究牛頓第二定律實驗時，當小吊盤和盤中物塊的質量之和遠小於小車和車中砝碼的總質量時，可以近似認為小車受到的拉力等於小吊盤和盤中物塊受到的重力，認為小車受到的拉力不變．
（2）由圖示刻度尺可知，s₁=3.70-1.25=2.45cm；由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知，加速度：a=

s3?s1

2(△t)2

；
（3）由牛頓第二定律得：F=ma，則

1

a

=

1

F

m，由圖示圖象可知：k=

1

F

，則拉力：F=

1

k

，b=

1

F

m，則：m=

b

k

；
故答案為：（1）小吊盤和盤中物塊的質量之和遠小於小車和車中砝碼的總質量；（2）2.45；

s3?s1

2(△t)2

；（3）

1

k

；

b

k

．

⑥ 圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用△t表

（1）①平抄衡摩擦力的標准為小車襲可以勻速運動，打點計時器打出的紙帶點跡間隔均勻，故答案為：間隔均勻
⑥由a=

F

m

，故

1

m

=

1

F

a，故成線性關系，故答案為：線性
（2）（Ⅰ）設小車的質量為M，小吊盤和盤中物塊的質量為m，設繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等於小吊盤和盤中物塊的重力．所以為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質量之和應該遠小於小車和砝碼的總質量，故答案為：遠小於小車和砝碼的總質量
（Ⅱ）設小車質量為M，小車受到外力為F，由牛頓第二定律有F=（m+M）a；
所以，

1

a

=

m

F

+

M

F

所以，

1

a

-m圖象的斜率為

1

F

，故F=

1

k

，縱軸截距為b=

M

F

=kM，
所以，M=

b

k

故答案為：（1）①間隔均勻
⑥線性
（2）（Ⅰ）．遠小於小車和砝碼的總質量
（Ⅱ）

1

k

，

b

k

⑦ 圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源．在小車自身質量未知的

（1）平衡摩抄擦力時，小車不能連接砝碼，故A錯誤；
故選：A．
（2）設紙帶上三個相鄰計數點的間距為s₁、s₂、s₃．
由勻變速直線運動的推論得：△x=aT²
a=

s3?s1

50(△t)2

圖2為用米尺測量某一紙帶上的s₁、s₃的情況，由圖可讀出s₁=24.2mm，s₃=47.2mm．
由此求得加速度的大小a=

0.0472?0.0242

50×0.022

=1.15m/s²．
（3）設小車質量為M，小車受到外力為F，由牛頓第二定律有F=（m+M）a；
所以

1

a

=

m

F

+

M

F

，
所以，

1

a

-m圖象的斜率為

1

F

，故F=

1

k

，
縱軸截距為b=

M

F

=kM，
所以，M=

b

k

故答案為：（1）A；（2）1.15（1.13～1.19）（3）

1

k

，

b

k

．