Question

某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系。利用力传感器测量细线上的拉力。按照如下步骤操作：

①安装好打点计时器和纸带，调整导轨的倾斜程度，平衡小车摩擦力；

②细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；

③打开力传感器并接通打点计时器的电源（频率为50 Hz的交流电源）；

④释放小车，使小车在轨道上做匀加速直线运动；

⑤关闭传感器，记录下力传感器的示数F；通过分析纸带得到小车加速度a；

⑥改变钩码的质量，重复步骤①②③④⑤；

⑦作出a-F图象，得到实验结论。

（1）某学校使用的是电磁式打点计时器，在释放小车前，老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图，下列图中操作不正确的是           。

（2）本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量？         （填写“需要”或“不需要”）；某次释放小车后，力传感器示数为F，通过天平测得小车的质量为M，动滑轮和钩码的总质量为m，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于        。

A．     B．     C．     D．

（3）下图是某次实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的    （填“左”或“右”）端与小车连接，在打点计时器打下计数点6时，钩码的瞬时速度大小为      m/s（保留两位有效数字）。

Answer

（1）ABC；

（2）不需要；B；

（3）左；0．73—0．75

【解析】

试题分析：（1）在释放小车前，纸带应该放在了复写纸下方并保持纸带处于拉直状态，否则纸带与限位孔的摩擦力更大，误差更大，故AB错误；在释放小车前，应使细线与长木板平行，故C错误；电磁式打点计时器应使用4-6V交流电源，故D正确．本题选不正确的，故选：ABC

本实验利用力传感器测量细线上的拉力，不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量，根据牛顿第二定律得：，故B正确．故选：B

（3）纸带右侧两点间的距离越来越大，故左端与小车相连，瞬时速度为5到7的平均速度故

考点：验证牛顿第二定律

【名师点睛】此题考查了验证牛顿第二定律的实验，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高。