Question

7．在“探究加速度與物體質(zhì)量．物體受力的關(guān)系”實驗中：實驗裝置如圖甲所示：一木塊放在水平長木板上，左側(cè)拴有一不可伸長的細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連．木塊右側(cè)與穿過打點計時器的紙帶相連，在重物牽引下，木塊在木板上向左做勻加速運動．重物的質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m．

（1）如圖①所示，是甲同學(xué)用以上裝置，通過打點計時器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點，它們之間的距離分別為S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆，打點計時器所用交流電周期為T，根據(jù)給以上數(shù)據(jù)求：木塊的加速度a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{9{T}^{2}}$．
（2）乙同學(xué)用同一套裝置，根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖②所示的a-F圖線，原因可能是：沒有平衡摩擦力或平衡的不夠
（3）丙、丁兩位同學(xué)用同一套裝置，畫出了各自得到的a-F圖線如圖③所示，說明這兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？木塊的質(zhì)量．并比較其大�。罕�的質(zhì)量較大（填“丙”或者“丁”）．
（4）當M 和m的大小關(guān)系滿足m＞＞M時，才可以認為繩子對木塊的拉力等于重物的重力．

Answer 1

分析 （1）注意為了減小實驗誤差，應(yīng)采用逐差法求木塊的加速度．
（2）實驗時要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不夠，則圖象在F軸上截距不為零，如果平衡摩擦力多度，則圖象在a軸上截距不為零．
（3）對a-F圖來說，圖象的斜率的倒數(shù)表示物體質(zhì)量，斜率不等則質(zhì)量不同
（4）根據(jù)實驗注意事項分析答題．

解答 解：（1）為了減小偶然誤差，采用逐差法處理數(shù)據(jù)，有：
S₆-S₃=3a₁T²，S₅-S₂=3a₂T²，S₄-S₁=3a₃T²，
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
解得：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{9{T}^{2}}$．
（2）圖中當F≠0時，a=0．也就是說當繩子有拉力時，小車的加速度為0，說明沒有平衡摩擦力或平衡的不夠；
（3）對a-F圖來說，圖象的斜率的倒數(shù)表示物體質(zhì)量，c圖中斜率不同，說明兩個同學(xué)做實驗時小車質(zhì)量不同，乙的斜率大于丙的斜率，則乙的質(zhì)量小于丙的質(zhì)量．
（4）當木塊質(zhì)量遠遠大于重物質(zhì)量時，可以近似認為木塊受到的拉力等于重物的重力．
故答案為：（1）$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{9{T}^{2}}$；
（2）沒有平衡摩擦力或平衡的不夠；
（3）木塊的質(zhì)量；丙；
（4）m＞＞M

點評 本題考查了探究加速度與物體質(zhì)量，物體受力的關(guān)系，注意該實驗成立的條件以及數(shù)據(jù)處理方法．實驗時要注意平衡摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不足、或過平衡摩擦力都會對帶來實驗誤差，都是錯誤的．