Question

【題目】在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車拖動后面的紙帶，小車的加速度可由紙帶上打出的點計算出．

（1）當M與m的大小關系滿足______時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．

（2）某一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與______的圖象．

（3）如圖（a）是甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是______．

（4）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖（b）所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？答：______．

（5）已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用圖3給出的數(shù)據(jù)可求出小車運動的加速度a=______．（結果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 M遠大于m 摩擦力平衡過度或傾角過大 小車及車中砝碼的質量M 1.58 m/s2

【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律可知：整體的加速度，則繩子的拉力

，當時，認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力；
（2）根據(jù)牛頓第二定律，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作圖象；但，故a與成正比，而正比例函數(shù)圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，所以做出圖象；
（3）圖中當拉力等于零時就已經產生加速度，說明摩擦力平衡過度或傾角過大；
（4）由公式可知， ，則圖象中的斜率表示小車及車中砝碼的質量的倒數(shù)，圖中斜率不同，則說明兩個同學做實驗時小車及車中砝碼的質量M不同；
（5）每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，則，根據(jù)，運用逐差法得： 。