Question

6．某同學“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置如圖1所示．

（1）她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，她先做了兩方面的調整措施：
a．用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
b．使砂桶的質量遠小于小車的質量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力．
（2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=0.88m/s²（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為了減少這種做法而帶來的實驗誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
（2）由勻變速直線運動的推論可以求出小車的加速度．

解答 解：（1）a、用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
b、對整體運用牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，則小車的合力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當沙和桶的總質量遠小于小車的質量，小車所受的拉力等于沙和沙桶的重力；
（2）由圖示紙帶可知，計數點間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由勻變速直線運動的推論：△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0864-0.0600}{3×0．{1}^{2}}$=0.88m/s²；
故答案為：（1）a、平衡摩擦力；b、砂桶的重力；（2）0.88．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，在本實驗中，知道兩個認為：1、認為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認為沙和沙桶的總重力等于小車所受的合力．