微型专题 实验：验证牛顿第二定律
1．在做“探究加速度与力、质量的定量关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示.
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F/N
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0.20
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0.30
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0.40
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0.50
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0.60
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a/(m·s－2)
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0.11
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0.19
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0.29
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0.40
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0.51
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(1)根据表中的数据在图1所示的坐标系中作出a－F图象．
图1
(2)图象斜率的物理意义是________________________________________________________．
(3)小车和砝码的总质量为________kg.
(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是_____________________________________．
答案 (1)见解析图 (2)小车和砝码总质量的倒数 (3)1 (4)小车受到的阻力为0.1N
解析 (1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a－F图象如图所示．
(2)根据(1)中图象可以判断图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数．
(3)由(1)中图象可得＝，解得M＝1kg.
(4)由a－F图象可知，当力F＝0.1N时，小车开始运动，说明小车受到的阻力为0.1N.
2.某实验小组欲以如图2所示实验装置“探究加速度与力、质量的定量关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车A的质量为m1，小盘(及砝码)B的质量为m2.
图2
(1)下列说法正确的是________．
A．实验时先放开小车，再启动计时器
B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
C．本实验中应满足m2远小于m1的条件
D．在用图象探究小车加速度与力的定量关系时，应作a－m1图象
(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图3所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为vF＝________，小车加速度的计算式a＝________.
图3
(3)某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的关系图象如图4所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g＝10m/s2，则小车的质量为________kg，小盘的质量为________kg.
图4
(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________m/s2.
答案 (1)C (2)
(3)2.0 0.06 (4)10
解析 (1)实验时应先启动计时器，再放开小车，A项错；每次改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，B项错；实验要求m2?m1，C项对；D项中应作a－m2或a－F图象，D错．
(2)中间时刻的速度等于整段位移的平均速度，故vF＝EG＝，
由逐差法知a＝.
