Question

“驗證牛頓第二定律”實驗
（1）實驗思路：①保持小車質(zhì)量不變，改變細(xì)線對小車的

牽引力

測出小車的

加速度

，驗證

力

和

加速度

是否成正比；②保持細(xì)線對小車的牽引力不變，改變小車的

質(zhì)量

，測出小車

加速度

，驗證

加速度

是否與

質(zhì)量

成反比．
（2）①如左下圖所示為某同學(xué)所安裝的“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置，在圖示狀態(tài)下，開始做實驗，該同學(xué)有裝置和操作中的主要錯誤是：（至少三項）

①應(yīng)將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點計時器端；④左端連接的細(xì)線應(yīng)與木板平行

．

②根據(jù)牛頓第二定律實驗做出的a-F圖線應(yīng)如右上圖中圖線1所示，有同學(xué)根據(jù)實驗作出圖線如右上圖中的圖線2所示，其實驗過程中不符合實驗要求的操作是

平衡摩擦力時木板墊得過高

，有同學(xué)根據(jù)實驗作出的圖線如右上圖中的圖線3所示，其實驗過程中不符合實驗要求的操作是

未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力

和

實驗中未滿足m＜＜M的條件

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．

解答：解：（1）該實驗是采用控制變量法研究，
實驗思路：①保持小車質(zhì)量不變，改變細(xì)線對小車的牽引力測出小車的加速度，驗證力和加速度是否成正比；
②保持細(xì)線對小車的牽引力不變，改變小車的質(zhì)量，測出小車加速度，驗證 加速度是否與質(zhì)量成反比．
（2）①安裝儀器時我們需要注意：①平衡摩擦力，將木板一端墊高；②細(xì)線與木板平行，保證拉力在小車前進(jìn)的方向上；③打點計時器需要用交流電源；④釋放小車時應(yīng)讓小車從靠近計時器處釋放，在紙帶上打上盡量多的點；
故錯誤之處有：①應(yīng)將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點計時器端；④左端連接的細(xì)線應(yīng)與木板平行
②根據(jù)牛頓第二定律實驗做出的a-F圖線應(yīng)如右上圖中圖線1所示，有同學(xué)根據(jù)實驗作出圖線如右上圖中的圖線2所示，圖線2表明在小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過渡，即把長木板的末端抬得過高了．
其實驗過程中不符合實驗要求的操作是平衡摩擦力時木板墊得過高，
有同學(xué)根據(jù)實驗作出的圖線如右上圖中的圖線3所示，圖線3說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．該實驗中當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，隨著F的增大，即隨著鉤碼質(zhì)量增大，逐漸的鉤碼質(zhì)量不再比小車質(zhì)量小的多，因此會出現(xiàn)較大誤差，圖象會產(chǎn)生偏折現(xiàn)象．
其實驗過程中不符合實驗要求的操作是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力和 實驗中未滿足m＜＜M的條件．
故答案為：（1）①牽引力、加速度，力、加速度．②質(zhì)量、加速度，加速度、質(zhì)量．
（2）①應(yīng)將電池改為交流電；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點計時器端；④左端連接的細(xì)線應(yīng)與木板平行
②平衡摩擦力時木板墊得過高（或傾角過大）；未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力（或傾角過�。�；            實驗中未滿足m＜＜M的條件

點評：只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．