Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，在下面實(shí)驗(yàn)中均滿足木塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量，可認(rèn)為細(xì)繩對木塊的拉力大小等于砂和砂桶的重力，以下三位同學(xué)均進(jìn)行了平衡摩擦力操作：

(1)小組中A同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲取的一段紙帶如圖乙所示，圖中標(biāo)出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz，由紙帶可求出木塊的加速度的大小a＝___________m/s2；（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(2)小組中B同學(xué)根據(jù)自己得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的關(guān)系圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，原因可能是____________；

(3)小組中C同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，木塊自身的質(zhì)量M保持不變，改變木塊中砝碼的質(zhì)量m，并測出所對應(yīng)的加速度a，以m為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖丁所示的關(guān)系圖線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了牛頓第二定律。如果圖中縱軸上的截距為b，則砂和砂桶的重量為___________。

Answer 1

【答案】0.59 平衡摩擦力過度

【解析】

(1)[1]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式，可以求出加速度的大小，即

。

(2)[2]由圖丙可知，a-F圖像在a軸上有截距，說明沒有加力時(shí)，木塊已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，這是由于平衡摩擦力過度造成的。

(3)[3]根據(jù)題意，由牛頓第二定律得

整理得

則圖像的截距

砂和砂桶的重量