牛顿第二定律要什么实验装置

A. 用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律． ①完成平衡摩擦力的相关内容：（i）取下砂桶，把木板不带滑轮

①平衡摩擦力时，取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡． 从纸带上看出，相等时间内位移越来越大，知小车做加速运动，需减小木板的倾角，直至小车做匀速直线运动，当纸带上打出的点迹间隔均匀，说明小车做匀速直线运动． ②每打5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s， 小车通过C点的速度v c = x BD t BD =1.24m/s． 根据匀变速直线运动的推论公式△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 为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值 得：a= 1 2 （a 1 +a 2 ） 解得：a=6.22m/s 2 ． 故答案为：①（i）轻轻推动 （ii）减小，间隔均匀； ②1.24，6.22

B. 在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，钩码P的质量

（1）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=

mg

m+M

，
则绳子的拉力T=Ma=

mg

1+ m M

，
当M＞＞m时，认为专绳子对小车的拉力大小属等于钩码P的重力．
（2）A、由于实验存在误差，这些点几乎在一条过原点的直线上，所以认为当m一定时，a与F成正比，故A错误；
B、实验总会有误差，有些点偏离了过原点的直线，可能是误差造成的．因此可以认为当m一定时，a与F成正比，故B正确，CD错误；
故选：B．
（3）根据a=

F

M

知，图线的斜率为钩码P的重力，斜率不同，
甲图象的斜率大于乙图象的斜率，所以F_甲大于F_乙．故A正确，BCD错误；
故选：A．
故答案为：（1）M＞＞m；（2）B；（3）A

C. 在《验证牛顿第二定律》的实验中，图为实验装置示意图． （1）除图中所示仪器外，还需要下列哪些仪器

（1）因实验中打点计时器本身可以记录时间，故不用秒表；电源应采用低压交回流电流答；需要用天平称质量；通过刻度尺测出长度来算出加速度大小． 故选：BDF （2）A、在实验的过程中，我们认为绳子的拉力F等于钩码的重力mg，而在小车运动中还会受到阻力，所以我们首先需要平衡摩擦力．具体的方法是适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车恰能拖着纸带匀速下滑，故A正确． B、根据实验原理可知，重力的下滑分力等于滑动摩擦力，因此每次改变小车的质量后，都不会影响平衡条件，所以不要每次平衡摩擦力的，故B错误． C、为了使沙与沙桶的总质量接近小车的合力，因此尽量使沙与沙桶的总质量比小车质量小得多，故C正确； D、同一条件下多打几条纸带，目的是求平均值，故D正确． 故选ACD． （3）A、图象过原点，恰好平衡摩擦力，木板高度合适，故A错误； B、在拉力较大时，图象发生弯曲，这是由于小车质量没有远大于砂桶质量造成的，故B错误； C、a-F图象在a轴上有截距，是由过平衡摩擦力造成的，平衡摩擦力时木板垫的过高，故C正确； D、图象在F轴上有截距，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D错误； 故选C．

D. ①图1所示示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可

①A、光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，运用匀变速直线运动的公式求解加速度．故A正确．
B、用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必须满足M≥m，故B正确．
C、该装置中滑块所受的合力不是重力，所以机械能不守恒，不可以用该装置验证机械能守恒定律，故C错误．
D、用该装置光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，满足M≥m，滑块的合力就近似等于沙桶的重力，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，这样就可以求出拉力做功，可以验证动能定理．故D错误．
故选AB．
②根据牛顿第二定律可知mg=（m+M）a则a=

mg

m+M

，故在M一定的情况下，
当m＜＜M时绳子拉力T=

M

M+m

mg=mg，故小车的加速度a=

mg

M

，所以a-F关系图线是一条直线，a-

1

M

关系图线是一条直线，但随桶和砂子的质量m增大，绳子拉力T=

M

M+m

mg≠mg，a-F关系图线不再是正比例函数图线，当m＞＞M时，物体的加速度等于g，故随m的增大物体的a-F，a-

1

M

关系图象偏离直线．故AB段明显偏离直线，且图象不过坐标原点，造成这些误差的主要原因是所挂桶和砂子的总质量太大不再满足m＜＜M．故选AC．
故答案为：①AB；②AC

E. （1）用如图1所示的实验装置，验证牛顿第二定律．①在平衡摩擦力时，先取下砂桶，将木板不带滑轮的一端垫

（1）①在平衡摩擦力时，先取下砂桶，将木板不带滑轮的一端垫高，让打点专计时器接交流电源，然后属 轻轻推动小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图1右所示，则应减小木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔均匀，平衡摩擦力才算完成．
②由图可知，五点对应的刻度分别是1.00cm、3.00 cm、5.20 cm、7.60 cm、10.20cm，
根据运动学公式得：△x=at²，
a=

△x

T2

=5.00m/s²．
（2）①该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大，为了减小误差，重新选×10档测量
测量结果是12×10=120Ω．
②由于待测电阻与电流表的内阻接近，所以选择电流表外接法．故选乙图．
电源电动势是3V，为了读数减小误差，电压表应选A，电流表应选C，
滑动变阻器（10Ω，0.2A）不能满足实验，所以滑动变阻器应选F．
故答案为：（1）①交流电源，轻轻推动，减小，间隔均匀（之间的距离大致相等）；
②5.00
（2）①重新选×10档测量，120，
②乙，A，C，F．