某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材： A．交流电源、导线

题文

（7分）某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：



（1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线
B．天平(含配套砝码)
C．秒表
D．刻度尺
E．细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是        (填代号)。
（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度v_B=         m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=             m/s²。（结果保留三位有效数字）



（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是                               ，图线在末端弯曲的原因是                              。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）C （1分）（2）0.680 （1分）； 1.61 （2分）（3）平衡摩擦力过度      （1分）
砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M （2分）

解析

（1）由于打点计时器就是一个计时装置，所以不需要秒表（2）由图中知T=0.1s,匀变速直线运动的平均速度等于时间中点的瞬时速度，

=0.680m/s，由

知，

，解得

，由题中x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，带入上式解得a=1.61m/s²。
（3）由图中知，当F=0时，a≠0，说明重力的分力产生了加速度，原因是平衡摩擦力过度，所以图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度；以小车、砂和小砂桶整体为研究对象得：

，以小车为研究对象得

，联立解得

，当

时

，在图线中，F越大，mg越大，就越不满足

的条件，所以图线在末端弯曲。

考点

据考高分专家说，试题“（7分）某同学用如图所示的实验装置验证牛.....”主要考查你对 [实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。

实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

探究弹力与弹簧伸长的关系：
实验目的：
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理：
1、如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。



2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材：
轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板。
实验步骤：
1、如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为mm）固定于铁架台上，并用检查刻度尺是否竖直；



2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L₀；
3、在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L_l；
4、用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L₂、L₃、L₄……，并将所得数据记录在表格中；
5、用x_n＝L_n－L₀计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。



数据处理：
1、建立坐标系，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位；
2、标度：标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系；
3、描点：描点时要留下痕迹；
4、连线：让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；
5、根据图象做出结论。