Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究保持物體所受的合外力不變，加速度a與物體質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖。設(shè)沙和沙桶的總質(zhì)量為m,改變小車的質(zhì)量M,研究小車的加速度a和質(zhì)量M之間的關(guān)系。在平衡了摩擦力之后，打點(diǎn)計(jì)時器打出的某一條紙帶如圖乙所示，若打點(diǎn)計(jì)時器所用的交流電的頻率為f,試解答下列問題：

（1）該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合外力F一定________(填“大于”、“等于”或“小于”)沙和沙桶的總重力mg。

（2）該實(shí)驗(yàn)可用圖象法處理數(shù)據(jù)，應(yīng)作a和________(填“M”或“”)的圖象進(jìn)行分析研究。

（3）根據(jù)圖乙紙帶的數(shù)據(jù)計(jì)算小車的加速度時，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，一般采用________來處理數(shù)據(jù)。該方法是把所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都用上，從而減少實(shí)驗(yàn)誤差。

（4）若實(shí)驗(yàn)中測得的加速度大小為a0,結(jié)合給定的紙帶數(shù)據(jù)，可算出交流電的源率為f=_____。

Answer 1

【答案】 小于 逐差法

【解析】（1）平衡了小車的摩擦力之后，設(shè)繩子的拉力為T，由和解得： ， 。故小車所受的合外力F等于，小于。

（2）如果滿足時，可以把沙和沙桶的總重量當(dāng)成是小車所受的合外力。要用圖象法處理數(shù)據(jù)研究a-M之間的關(guān)系，最好要作線性圖象，故由可得，當(dāng)T恒定時，a和1/M在理論上是線性關(guān)系，故應(yīng)作a-的圖象。

（3、4）根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求加速度時，為了減少誤差，充分利用已有數(shù)據(jù)，應(yīng)該采用逐差法求解加速度，如紙帶的數(shù)據(jù)，應(yīng)用公式求解加速度，這樣就把每個數(shù)據(jù)都利用起來了從而減少實(shí)驗(yàn)誤差。由， ，可得。