Question

某小組采用如圖所示的實驗裝置來做“驗證牛頓第二定律”的實驗，如圖甲所示，木板水平放置，小車的質量為M，一個鉤碼的質量為m₀，重力加速度為g，實驗時進行了如下操作：
①只掛一個鉤碼，紙帶上所記錄的點跡如圖乙所示；
②保持小車的質量不變，分別掛上3個、5個鉤碼時，紙帶上所記錄的點跡分別如圖丙、丁所示．
（1）從圖乙紙帶上的點跡能初步判斷出小車運動過程中所受到的阻力為

m₀g

．
（2）圖丙紙帶所對應小車的加速度應為

2m0g

M

．（用M、m₀和g表示）
（3）某同學在保持小車的質量不變時，測出了多組合外力與加速度的數值，并作出了如圖所示的a-F圖象，圖線不通過坐標原點的原因是

沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

．

Answer 1

分析：（1）根據乙紙帶判斷小車的運動狀態，對小車進行受力，然后求出小車受到的阻力．
（2）對小車受力分析，然后由牛頓第二定律求出小車的加速度．
（3）圖線不通過坐標原點，說明拉力F為某一值時，加速度為零，可從是否平衡摩擦力方面分析．

解答：解：（1）由圖乙所示紙帶可知，小車運動穩定后，小車在相等時間內的路程相等，
則小車做運動直線運動，處于平衡狀態，此時小車在水平方向上受摩擦力f，
繩子的拉力F=m₀g作用，由平衡條件得，小車運動過程中所受到的阻力f=F=m₀g；
（2）打紙帶丙時，小車受到的拉力F′=3m₀g，摩擦力f=m₀g，
由牛頓第二定律得：F′-f=Ma，即3m₀g-m₀g=Ma，a=

2m0g

M

；
（3）圖線不通過坐標原點，說明拉力F為某一值時，加速度為零，
可能是實驗時沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
故答案為：（1）m₀g；（2）

2m0g

M

；（3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點評：本題考查了打點計時器的應用及打出的紙帶的處理方法，有利于學生基本知識的掌握，同時也考查了學生對實驗數據的處理方法，及試驗條件的掌握，平衡摩擦力的方法．