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2017届高考物理一轮复习 实验4 验证牛顿第二定律


实验 4

验证牛顿第二定律

一、实验目的 1.会用控制变量法探究加速度 a 与合力 F、质量 M 的关系; 2.掌握利用图像法处理实验数据的方法. 二、实验器材 一端有定滑轮的长木板、____________、复写纸片和纸带、小车、盘、重物、电磁打 点计时器、天平、砝码、________、导线.

考点一 实验原理与

实验操作 本实验利用盘及盘中重物通过细绳牵引小车做加速运动的方法研究加速度 a 与力 F、质 量 M 的关系.实验时采用控制变量法,共分两步研究:第一步,保持小车的质量不变,改 变盘中重物的质量,测出相应的 a,验证 a 与 F 的关系;第二步,保持盘中重物的质量不 变,改变小车上砝码的质量,测出小车运动的加速度 a,验证 a 与 M 的关系.实验应测量的 物理量有: (1)小车及车上砝码的总质量 M:用天平测出. (2)小车受到的拉力 F:拉力近似等于盘和重物的总重力 mg(盘和重物的总质量远小于 小车和车上砝码的总质量). (3) 小 车 的 加 速 度 a : 通 过 打 点 计 时 器 打 出 纸 带 , 由 a =

a1+a2+a3
3



x6+x5+x4-x3-x2-x1 计算出. 2 9T
1 [2015·湖南十三校联考] 在“用 DIS 探究牛顿第二定律”的实验中,装置如图 S4 ?1(a)所示. (1)本实验是通过____________________________来改变对小车的拉力,通过增加小车 上 的 配 重 片 来 改 变 小 车 的 质 量 , 通 过 位 移 传 感 器 测 得 小 车 的 v?t 图 像 , 通 过 ____________________求解小车的加速度.

(a) 图 S4?1

(b)

1 (2)图(b)为小车所受作用力不变时实验所得的 a? 图像,从图像上可以看到直线不过

M

原点,其原因是________. A.钩码质量过大 B.轨道倾斜,左端偏高 C.轨道倾斜,右端偏高 D.小车与轨道间的摩擦未被平衡 式题 [2015·哈尔滨六中四模] 如图 S4?2 所示为用速度传感器探究小车获得的速度 与小车受到的合力及运动位移关系的实验装置:该小组设计的思路是将小车从 A 位置由静 止释放,用速度传感器测出小车获得的速度.实验分两步进行:一是保持沙和沙桶的质量

1

不变,改变速度传感器 B 与 A 位置的距离,探究小车获得的速度与小车运动位移的关系;二 是保持速度传感器的位置不变,改变沙和沙桶的质量,探究小车获得的速度与小车所受合 力的关系.

图 S4?2 (1)实验中在探究三个物理量的关系时,采用的物理方法是____________________. (2)在探究小车获得的速度 v 与小车运动位移 x 的关系时,测出多组 v、x 的数据后作出 2 的 v ?x 图像的形状是________.(填“直线”或“曲线”) (3)在探究小车获得的速度与小车所受合力的关系时,要使沙和沙桶的重力等于小车受 到的合力需要采取什么措施?____________________________________________. ■ 注意事项 (1)在本实验中,必须平衡摩擦力,在平衡摩擦力时,不要把盘和重物系在小车上,即 不要给小车加任何牵引力,并要让小车拖着打点的纸带运动. (2)安装器材时,要调整滑轮的高度,使拴小车的细绳与斜面平行,且连接小车和盘应 在平衡摩擦力之后. (3)改变小车的质量或拉力的大小时,改变量可适当大一些,但应满足盘和重物的总质 量远小于小车和车上砝码的总质量.盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的 10%. (4)改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电 源,再放开小车,且应在小车到达滑轮处前按住小车. 考点二 数据处理与误差分析 1.数据处理 Δx (1)先在纸带上标明计数点,测量各计数点间的距离,根据公式 a= 2 计算加速度.

T

(2)需要记录各组对应的加速度 a 与小车所受牵引力 F,然后建立直角坐标系,用纵坐 标表示加速度 a,横坐标表示作用力 F,描点画出 a?F 图像,如果图线是一条过原点的直 线,便证明加速度与作用力成正比.再记录各组对应的加速度 a 与小车和砝码的总质量 M, 1 然后建立直角坐标系,用纵坐标表示加速度 a,用横坐标表示总质量的倒数 ,描点画出

M

a? 图像,如果图线是一条过原点的直线,就证明了加速度与质量成反比. M
2.误差分析 (1)质量的测量、纸带上计数点间距离的测量、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误 差. (2)实验原理不完善引起误差. 通过适当的调节,使小车所受的阻力被平衡,当小车做加速运动时,可以得到 a =

1

m M mg g,T=mg = ,只有当 M? m 时,才可近似认为小车所受的拉力 T 等于 mg,所以 M+m M+m m 1+ M
本实验存在系统误差.

2

(3)平衡摩擦力不准造成误差. 2 [2014·课标全国卷Ⅰ] 某同学利用图 S4?3(a)所示实验装置及数字化信息系统获 得了小车加速度 a 与钩码的质量 m 的对应关系图,如图(b)所示.实验中小车(含发射器)的 质量为 200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器 及与之相连的计算机得到,回答下列问题:

(a)

(b) 图 S4?3 (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非 线性”)关系. (2)由图(b)可知,a?m 图线不经过原点,可能的原因是________. (3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正 比”的结论,并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措 施是________,钩码的质量应满足的条件是________. 式题 1 用如图 S4?4 所示的装置探究加速度与力和质量的关系,带滑轮的长木板和弹 簧测力计均水平固定.

图 S4?4 (1)实验时,一定要进行的操作是________(填选项前的字母). A.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测 力计的示数 B.改变沙和沙桶的总质量,打出几条纸带 C.用天平测出沙和沙桶的总质量 D.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 (2)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标,以加速度 a 为纵坐标,画出的 a?F 图像可能正确 的是图 S4?5 中的________(填选项字母).

3

图 S4?5 (3)若测出的 a?F 图像的斜率为 k,则小车的质量为______. 式题 2 [2015·西安八校联考] 某实验小组利用如图 S4?6 甲所示的气垫导轨实验装 置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系. (1)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量 M 和气垫导轨最右端高度 h(见图 甲).关于“改变滑块质量 M 和气垫导轨最右端的高度”的正确操作方法是________. A.M 减小时,h 增大,以保持二者乘积不变 B.M 增大时,h 增大,以保持二者乘积增大 C.M 增大时,h 减小,以保持二者乘积减小 D.M 减小时,h 减小,以保持二者乘积减小 (2)做实验时,将滑块从图甲所示位置 (气垫导轨右端)由静止释放,由数字计时器(图 中未画出)可读出遮光条通过光电门 1、2 的时间分别为Δ t1、Δ t2;用刻度尺测得两个光电 门 中 心 之 间 的 距 离 x , 用 游 标 卡 尺 测 得 遮 光 条 宽 度 d. 则 滑 块 加 速 度 的 表 达 式 a = ________(以上表达式均用已知字母表示).如图乙所示,若用 20 分度的游标卡尺测量遮光 条的宽度,其读数为________mm.

图 S4?6 ■ 注意事项 1 1 (1)如果 a 与 是正比关系,则 a? 图像是直线,而若 a 与 M 是反比关系,则 a?M 图像是

M

M

1 曲线,在研究两个量的关系时,直线更易确定两者之间的关系,故本实验作 a? 图像.(2)

M

在平衡摩擦力时,除了不挂盘和重物外,其他都应跟正式实验一样,匀速运动的标志是打 点计时器打出的纸带上各点间的距离相等.

1.[2015·大连二诊] 某同学在“探究加速度与力的关系”实验中,按照正确操作步 骤,得到了在不同合外力下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等几条纸带,并在纸带上每 5 个点取一个计 数点,即相邻两计数点间的时间间隔为 0.1 s,将每条纸带上的计数点都记为 0、1、2、3、 4、5?,如图 S4?7 所示 A、B、C 三段纸带,分别是从三条不同纸带上撕下的.

图 S4?7 (1)打下计数点 1 时,纸带的速度大小为________m/s(保留两位有效数字,下同); 2 (2)打Ⅰ纸带时,物体的加速度大小是________m/s ;

4

(3)在 A、B、C 三段纸带中,属于纸带Ⅰ的是________. 2.[2015·兰州 3 月诊断] 在“探究加速度和力的关系”的实验中,某校的兴趣小组 采用如图 S4?8 甲所示的传感器实验装置进行研究,计算机可通过位移传感器采集的数据直 接计算出小车的加速度.实验时他们用钩码的重力作为小车所受外力,平衡好摩擦后,保 持小车质量不变,改变所挂钩码的数量,多次重复测量.根据测得的多组数据可画出 a?F 关系图线(如图乙所示).





图 S4?8 (1) 分 析 此 图 线 的 OA 段 可 得 出 的 实 验 结 论 是 _____________________________________. (2)此图线的 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( ) A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大 3.[2015·东北育才第八次模拟] 如图 S4?9 甲所示是某同学探究加速度与力的关系的 实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门 B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过 气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从 A 处由静止 释放.



乙 图 S4?9 (1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d,如图乙所示,则 d=________mm; (2)实验时,将滑块从 A 位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门 B 的时 间 t,为了得到滑块的加速度,该同学还需用刻度尺测量的物理量是____________; (3)下列不必要的一项实验要求是( ) A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B.应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C.应将气垫导轨调节水平 D.应使细线与气垫导轨平行 (4)改变钩码的质量,记录对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t,通 过描点作出线性图像,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出 ________ 图 1 1 2 像.选填“t ?F”“ ?F”或“ 2?F”

t

t

5

4.[2015·武汉华师一附中模拟] 为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三 位同学分别设计了如图 S4?10 所示的实验装置,小车总质量用 M 表示(乙图中 M 包括小车与 传感器,丙图中 M 包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用 m 表示.





丙 图 S4?10 (1)为便于测量合外力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合外力 成正比的结论,下列说法正确的是( ) A.三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B.三组实验都需要平衡摩擦力 C.三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件 D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件 (2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车 1 加速度均为 a,a= g,g 为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 3 ________,乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为________. 5.[2015·西城二模] 如图 S4?11 所示为某同学研究“在外力一定的条件下,物体的 加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图.

图 S4?11 (1)下面列出了一些实验器材:电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车 和砝码、沙和沙桶、刻度尺.除以上器材外,还需要的实验器材有________. A.秒表 B.天平(附砝码) C.低压交流电源 D.低压直流电源 (2)实验中,需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力:小车放在木板上,后面固

6

定一条纸带,纸带穿过打点计时器.把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受 绳的拉力时能拖动纸带沿木板做________运动. (3)实验中,为了保证沙和沙桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,沙和 沙桶的总质量 m 与小车和车上砝码的总质量 M 之间应满足的条件是________.这样,在改变 小车上砝码的质量时,只要沙和沙桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变. (4)如图 S4?12 所示, A、B、C 为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为 T,A、B 间的距离为 x1,B、C 间的距离为 x2,则小车的加速度 a=________.已知 T=0.10 2 s,x1=5.90 cm,x2=6.46 cm,则 a=________ m/s (结果保留 2 位有效数字).

图 S4?12 (5)在做实验时,该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力.在处理数据 1 1 时,他以小车的加速度的倒数 为纵轴,以小车和车上砝码的总质量 M 为横轴,描绘出 ?M

a

a

1 图像,图 S4?13 中能够正确反映 ?M 关系的示意图是________.

a

图 S4?13

7

实验 4 验证牛顿第二定律 【实验器材】 低压交流电源 刻度尺 【考点互动探究】 考点一 实验原理与实验操作 例 1 (1)改变钩码的个数 图像的斜率 (2)BD [解析] (1)通过改变钩码的个数可以改变对小车的拉力;通过位移传感器测得小车的

v?t 图像,v?t 图像的斜率等于小车的加速度;(2)由图(b)所示 a? 图像可知,图像不过原 M
点,在横轴上有截距,这是由于轨道倾斜,左端偏高或小车与轨道间的摩擦未被平衡造成 的,故选项 B、D 正确. [点评] 验证牛顿第二定律实验中,保持小车质量不变时,a?F 图像应为一条过原点的 直线, a?F 图像不过原点可能是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致,保持合力不变 1 时,a?M 图像应是双曲线,不易确认,因此应作 a? 图像,该图像应为一条过原点的直线,

1

M

图像不过原点一般是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致. 变式题 (1)控制变量法 (2)直线 (3)平衡摩擦力:将木板远离滑轮端适当垫高,使 小车不挂沙桶时,能做匀速直线运动;沙和沙桶的质量远小于小车的质量 2 2 [解析] (2)小车匀加速运动时,有 v =2ax,所以 v ?x 图像为过原点的直线;(3)实验 中绳的拉力等于小车受到的合力需要先平衡摩擦力,而因沙和沙桶加速下落,其重力大于 绳的拉力,只有满足沙和沙桶的质量远远小于小车的质量的条件时,沙和沙桶的重力才近 似等于绳的拉力,满足上述两个条件时沙和沙桶的重力才等于小车受到的合力. 考点二 数据处理与误差分析 例 2 (1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车 的质量 [解析] 本题考查了验证牛顿第二定律的实验.(1)根据图中描出的各点作出的图像不 是一条直线,故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系.(2)图像不过原点,小车受到拉 力但没有加速度,原因是有摩擦力的影响.(3)平衡摩擦力之后,在满足钩码质量远小于小 车质量的条件下,可以得出在小车质量不变的情况下加速度与拉力成正比的结论. [点评] 根据描点准确绘出图像是解题的关键,只有绘图准确,才能发现图像为曲线且 不过原点,进而分析误差原因及实验控制条件. 2 变式题 1 [答案] (1)AB (2)A (3)

k

[解析] (1)本实验中小车受到的合力等于弹簧测力计的拉力的 2 倍,不需要测量沙和沙 桶的总质量,也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,选项 C、D 不必要,必要 步骤为 A、B;(2)图中提供的图像均不是正确实验的结果,因此应考虑实验过程的系统误 2F Ff 差问题,考虑到小车受到摩擦阻力,则有 2F-Ff=Ma,解得 a= - ,因此 a?F 图像可能

M

M

2 2 为 A;(3)由(2)可确定 k= ,则小车的质量为 M= .

M

k

变式题 2 (1)A (2)

? d ? -? d ? ?Δ t2? ?Δ t1? ? ? ? ?
2x

2

2 8.15

8

[解析] (1)滑块的合力 F



=Mg ,为了保持滑块所受的合力不变,则要求 Mh 乘积不

h l

变,所以 M 和 h 不能同时增大或减小,选项 A 正确;(2)滑块经过光电门 1 时的速度表达式

v1 =

2 d d v2 2-v1 ; 经 过 光 电 门 2 时 的 速 度 表 达 式 v2 = ;则加速度为 a= = Δ t1 Δ t2 2x

? d ? -? d ? ?Δ t2? ?Δ t1? ? ? ? ?
2x

2

2 ;游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成.主尺的刻度为 8 mm,游标

尺上的第 3 个刻度与上边对齐,所以读数是 0.05×3=0.15 mm,总读数为 8.15 mm. 【教师备用习题】 1.(1)物体的加速度 a 同时跟合外力 F 和质量 M 两个因素有关.研究这三个物理量之间 的定量关系的思想方法是________. (2)某同学的实验方案如图所示,她想用沙桶的重力表示小车受到的合外力 F,为了减 小这种做法带来的实验误差,她先做了两方面的调整措施:

A.用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是________________________. B.使沙桶的质量远小于小车的质量,目的是使拉小车的力近似等于 ________________. (3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时,处理方案有两种: 2x A.利用公式 a= 2 计算

t

Δx B.根据 a= 2 利用逐差法计算

T

两种方案中,你认为选择方案________比较合理. [答案] (1)控制变量法 (2)A.平衡摩擦力 B.沙桶的重力 (3)B [解析] (1)研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法;(2)想用沙桶 的重力表示小车受到的合外力 F,为了减小这种做法带来的实验误差,应使沙桶的质量远 小于小车的质量,目的是使拉小车的力近似等于沙桶的重力;还要用小木块将长木板无滑 轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力;(3)利用实验中打出的纸带求加速度时,需要根据 a= Δx 2 利用逐差法计算,选项 B 正确.

T

2.图甲为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置.

9

丙 (1)在实验过程中,打出了一条纸带如图乙所示,打点计时器打点的时间间隔为 0.02 s.从比较清晰的点起,每两个计数点间还有 4 个点未画出,量出相邻计数点之间的距离如 2 图乙所示,该小车的加速度大小 a=________ m/s (结果保留两位有效数字). (2)根据实验收集的数据作出的 a?F 图线如图丙所示,请写出一条对提高本实验结果准 确程度有益的建议:_____________________________________________________. [答案] (1)0.16 (2)实验前要平衡小车所受的摩擦力 -3 [解析] (1)Δ x=0.16 cm=1.6×10 m,相邻计数点间的时间间隔 T=5×0.02 s=0.10 2 2 s,由Δ x=aT 解得,a=0.16 m/s ;(2)由图可以看出,实验中没有平衡或者没有完全平衡 小车所受的摩擦力,所以实验前应先平衡小车所受的摩擦力. 3.如图所示是利用光电门探究“滑块加速度与外力关系”的实验装置.滑块上的挡光 板的宽度为 d,滑块出发点到光电门位置的距离为 l.使滑块从起点由静止开始运动.光电 计时器记录下滑块上挡光板通过光电门的时间为Δ t.

(1)滑块通过光电门时的瞬时速度 v=________; (2)滑块的加速度 a=________; (3)换用不同钩码拉,测出多组不同拉力 F 对应的Δ t,用图像法处理获得的数据,若 以________为纵坐标,以 F 为横坐标,才能得出加速度与合外力的正比关系.

d2 1 [答案] (1) (2) (3) 2 2 Δt 2lΔ t Δt d
[解析] (1)挡光板宽度很小,挡光板过光电门时的平均速度可取代瞬时速度,则滑块 通过光电门时的瞬时速度 v= ;(2)根据运动公式 v =2al,加速度 a= 2;(3)由 F Δt 2l Δ t

d

2

d2

d 1 2l 1 =ma=m 2知, 2= 2F,作图时应以拉力 F 为横坐标,以 2为纵坐标. 2lΔ t Δ t md Δt
【课时巩固训练】 1.(1)0.20 (2)2.0 (3)B

2

x1+x2 (1.01+3.01)×10-2 m [解析] (1)v1= = =0.20 m/s;(2)根据运动学公式Δ x 2T 2×0.10 s
= aT 得, a =
2

Δx

T2



(3.01-1.01)×10 2 (0.10 s)

-2

m

= 2.0 m/s ; (3) 根据匀变速直线运动的特点

2

(相邻的时间间隔位移之差相等)得出位移之差为 3.01 cm-1.01 cm=2.00 cm,则后续位移 为 x23=x12+2.00 cm=5.01 cm,x34=x23+2.00 cm=7.01 cm,所以属于纸带Ⅰ的是 B.

10

2.(1)小车质量不变时,其加速度与小车受到的合力成正比 (2)C [解析] (1)图线 OA 为过原点的直线,由此得到如下结论:小车质量不变时,其加速度 与小车受到的合力成正比.(2)对小车和钩码分别应用牛顿第二定律得,mg-T=ma,T=

mg Mmg Ma,则加速度 a= ,小车受到的拉力 T=Ma= ,当 m? M 时可认为小车受到的合力等 m+M m+M
于钩码的重力,如果钩码质量过大,则小车受到的合力明显小于钩码重力,实验误差较 大,a?F 图像偏离直线,选项 C 正确. 3.(1)2.25 (2)A 位置到光电门 B 之间的距离 L (3)A 1 (4) 2?F

t

[解析] (1)由游标卡尺的图示可知,d=2 mm+5×0.05 mm=2.25 mm;(2)由遮光条的 宽度与时间 t,可计算出滑块经过光电门的速度,欲求滑块加速度,则还应该知道 A 位置到 光电门 B 之间的距离 L;(3)由于细线上连接有力传感器,它可以直接测出细线上拉力的大 小,故没有必要使滑块质量必须远大于钩码和力传感器的总质量,所以 A 是不必要的;而 B 中使 A 位置与光电门间的距离适当大些、C 中应将气垫导轨调节水平、D 中使细线与气垫导 轨平行等都是有必要的;(4)根据 L= 2可知,加速度 a 与 t 是成反比的,故欲研究滑块 2at 1 的加速度与力的关系,处理数据时应作出 2?F 的图像,如果该图像是一条过原点的直线,

d2

2

t

则说明加速度与力是成正比的. 4.(1)BC (2)1∶2 1∶2 [解析] (1)本实验的目的是探究加速度与合力、质量的关系,必须平衡摩擦力才能满 足绳对小车的拉力等于小车受到的合力,所以三组实验都需要平衡摩擦力;图甲实验方案 中,绳的拉力是用钩码的重力替代的,因小车与钩码具有大小相等的加速度,所以绳的拉 力小于钩码的重力,只有在钩码的质量远小于小车的质量时,钩码加速度较小,绳的拉力 才近似等于钩码的重力,实验方案甲必须满足钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条 件;方案乙中绳的拉力用力传感器测出,不需要满足钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件;方案丙小车受到的拉力等于弹簧测力计示数的 2 倍,不需要满足钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件.选项 B、C 正确.(2)乙方案中对小车有 T=M2a,丙方案中对 小车有 2T=M3a,所以 M2∶M3=1∶2;乙方案中对钩码有 m2g-T=m2a,丙方案中,钩码的加 速度是小车加速度的 2 倍,对钩码有 m3g-T=m3·2a,所以 m2∶m3=1∶2. 5.(1)BC (2)匀速直线 (3)m? M (4)

x2-x1 0.56 (5)C T2

[解析] (1)本实验需要用天平测量小车的质量,电磁打点计时器需要使用低压交流电 源,选用 B、C;(2)补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力时,应使小车在不受绳的拉 力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动;(3)平衡摩擦力后,当 m? M 时沙和沙桶重力才约 等 于 小 车 受 到 的 合 力 ; (4) 根 据 x2 - x1 = aT , 解 得 加 速 度 a = (6.46-5.90)×10 2 (0.1 s)
-2 2

x2-x1 = T2
1

m

=0.56 m/s ;(5)根据牛顿第二定律, mg-T=ma,T=Ma,解得

2

a

1 1 1 = ·M+ ,则 ?M 图像为不过原点的直线,选项 C 正确.

mg

g

a

11


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