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13.如图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图，盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是________（填写所选选项的序号）。A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。

（2）图中是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6。已知相邻的计数点之间的时间间隔为T，则小车的加速度a是_________。

（3）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是________（填选项字母）。A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M=400g，m =10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M=400g，m ="20" g、40g、60g、80g、100g、120g

（4）该实验小组以测嘚的加速度a为纵轴，盘和重物的总重力为F为横轴，作出的图象如丙图中图线1所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F′，作a-F′图如丙图中图线2所示，则图象不过原点的原因是____________，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是________________。

正确答案及相关解析

正确答案

（1）B(2) (3)C(4)未平衡摩擦力或摩擦力平衡不足；钩码的质量未远小于小车的质量

解析

(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，可以将长木板的一段垫高，撤去砂和砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故B正确。

（2）根据匀变速直线运动的推论公式，由逐差法得：a=

(3)重物加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为，根据牛顿第二定律，对重物 mg-T=ma；对小车 T=Ma；所以 ,当，有故选C

(4)由图线可知，F不等于零时，a仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。力传感器可以直接得出绳子拉力的大小，用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力。所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量。

考查方向

本题考查了验证牛顿第二运动定律这个实验的原理、操作步骤和实验条件，逐差法测加速度

解题思路

（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应平衡摩擦力；

（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小；

（3）当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，即m<

（4）根据F不等于零，加速度仍然为零，分析图象不过原点的原因．

易错点

1、对实验原理不清楚；2、操作步骤不熟悉；3、不会用逐差法求加速度；4、对实验条件不理解。