Question

探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制好小車質(zhì)量M與砝碼盤和砝碼總質(zhì)量m的關(guān)系，使它們滿足

 

的關(guān)系．
（2）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中忘記平衡摩擦力，并做出了a-F圖，如圖2，其得到的圖象是：

 

（3）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出了一條紙帶如圖3所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．則該小車的加速度a=

 

 m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤；實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；根據(jù)△x=aT²求加速度．

解答：解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中實(shí)際是：mg=（M+m）a，要滿足mg=Ma，應(yīng)該使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
即M遠(yuǎn)大于m．
（2）當(dāng)未平衡摩擦力時(shí)，知有拉力時(shí)，加速度仍然為0，故圖象在橫坐標(biāo)上有截距，不能是通過原點(diǎn)的直線，
故C正確，ABD錯(cuò)誤
故選C．
（3）由于每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=

x36-x03

9T2

解得：a=1.58m/s²．
故答案為：（1）M遠(yuǎn)大于m     
（2）C    
（3）1.58

點(diǎn)評(píng)：教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．