牛頓第二定律要什麼實驗裝置

A. 用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律． ①完成平衡摩擦力的相關內容：（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪

①平衡摩擦力時，取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點計時器電源，若小車拖著紙帶做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡． 從紙帶上看出，相等時間內位移越來越大，知小車做加速運動，需減小木板的傾角，直至小車做勻速直線運動，當紙帶上打出的點跡間隔均勻，說明小車做勻速直線運動． ②每打5個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s， 小車通過C點的速度v c = x BD t BD =1.24m/s． 根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT 2 可以求出加速度的大小， 得：x CD -x AB =2a 1 T 2 x DE -x BC =2a 2 T 2 為了更加准確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值 得：a= 1 2 （a 1 +a 2 ） 解得：a=6.22m/s 2 ． 故答案為：①（i）輕輕推動 （ii）減小，間隔均勻； ②1.24，6.22

B. 在「驗證牛頓第二定律」的實驗中，採用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，鉤碼P的質量

（1）根據牛頓第二定律得，整體的加速度a=

mg

m+M

，
則繩子的拉力T=Ma=

mg

1+ m M

，
當M＞＞m時，認為專繩子對小車的拉力大小屬等於鉤碼P的重力．
（2）A、由於實驗存在誤差，這些點幾乎在一條過原點的直線上，所以認為當m一定時，a與F成正比，故A錯誤；
B、實驗總會有誤差，有些點偏離了過原點的直線，可能是誤差造成的．因此可以認為當m一定時，a與F成正比，故B正確，CD錯誤；
故選：B．
（3）根據a=

F

M

知，圖線的斜率為鉤碼P的重力，斜率不同，
甲圖象的斜率大於乙圖象的斜率，所以F_甲大於F_乙．故A正確，BCD錯誤；
故選：A．
故答案為：（1）M＞＞m；（2）B；（3）A

C. 在《驗證牛頓第二定律》的實驗中，圖為實驗裝置示意圖． （1）除圖中所示儀器外，還需要下列哪些儀器

（1）因實驗中打點計時器本身可以記錄時間，故不用秒錶；電源應採用低壓交迴流電流答；需要用天平稱質量；通過刻度尺測出長度來算出加速度大小． 故選：BDF （2）A、在實驗的過程中，我們認為繩子的拉力F等於鉤碼的重力mg，而在小車運動中還會受到阻力，所以我們首先需要平衡摩擦力．具體的方法是適當墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車恰能拖著紙帶勻速下滑，故A正確． B、根據實驗原理可知，重力的下滑分力等於滑動摩擦力，因此每次改變小車的質量後，都不會影響平衡條件，所以不要每次平衡摩擦力的，故B錯誤． C、為了使沙與沙桶的總質量接近小車的合力，因此盡量使沙與沙桶的總質量比小車質量小得多，故C正確； D、同一條件下多打幾條紙帶，目的是求平均值，故D正確． 故選ACD． （3）A、圖象過原點，恰好平衡摩擦力，木板高度合適，故A錯誤； B、在拉力較大時，圖象發生彎曲，這是由於小車質量沒有遠大於砂桶質量造成的，故B錯誤； C、a-F圖象在a軸上有截距，是由過平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力時木板墊的過高，故C正確； D、圖象在F軸上有截距，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D錯誤； 故選C．

D. ①圖1所示示為探究牛頓第二定律的實驗裝置，該裝置由氣墊導軌、兩個光電門、滑塊和沙桶等組成．光電門可

①A、光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，運用勻變速直線運動的公式求解加速度．故A正確．
B、用該裝置驗證牛頓第二定律時，要保證拉力近似等於沙桶的重力，必須滿足M≥m，故B正確．
C、該裝置中滑塊所受的合力不是重力，所以機械能不守恆，不可以用該裝置驗證機械能守恆定律，故C錯誤．
D、用該裝置光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，滿足M≥m，滑塊的合力就近似等於沙桶的重力，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，這樣就可以求出拉力做功，可以驗證動能定理．故D錯誤．
故選AB．
②根據牛頓第二定律可知mg=（m+M）a則a=

mg

m+M

，故在M一定的情況下，
當m＜＜M時繩子拉力T=

M

M+m

mg=mg，故小車的加速度a=

mg

M

，所以a-F關系圖線是一條直線，a-

1

M

關系圖線是一條直線，但隨桶和砂子的質量m增大，繩子拉力T=

M

M+m

mg≠mg，a-F關系圖線不再是正比例函數圖線，當m＞＞M時，物體的加速度等於g，故隨m的增大物體的a-F，a-

1

M

關系圖象偏離直線．故AB段明顯偏離直線，且圖象不過坐標原點，造成這些誤差的主要原因是所掛桶和砂子的總質量太大不再滿足m＜＜M．故選AC．
故答案為：①AB；②AC

E. （1）用如圖1所示的實驗裝置，驗證牛頓第二定律．①在平衡摩擦力時，先取下砂桶，將木板不帶滑輪的一端墊

（1）①在平衡摩擦力時，先取下砂桶，將木板不帶滑輪的一端墊高，讓打點專計時器接交流電源，然後屬 輕輕推動小車，讓小車拖著紙帶運動．如果打出的紙帶如圖1右所示，則應減小木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡間隔均勻，平衡摩擦力才算完成．
②由圖可知，五點對應的刻度分別是1.00cm、3.00 cm、5.20 cm、7.60 cm、10.20cm，
根據運動學公式得：△x=at²，
a=

△x

T2

=5.00m/s²．
（2）①該同學選擇×100倍率，用正確的操作步驟測量時，發現指針偏轉角度太大，為了減小誤差，重新選×10檔測量
測量結果是12×10=120Ω．
②由於待測電阻與電流表的內阻接近，所以選擇電流表外接法．故選乙圖．
電源電動勢是3V，為了讀數減小誤差，電壓表應選A，電流表應選C，
滑動變阻器（10Ω，0.2A）不能滿足實驗，所以滑動變阻器應選F．
故答案為：（1）①交流電源，輕輕推動，減小，間隔均勻（之間的距離大致相等）；
②5.00
（2）①重新選×10檔測量，120，
②乙，A，C，F．