Question

【題目】一組同學(xué)利用圖1所示的裝置研究“質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系”．

(1)實(shí)驗(yàn)中，如果滿足小車（含車上砝碼）質(zhì)量______ 沙桶（含沙）質(zhì)量，可認(rèn)為小車受到拉力F等于沙桶及其中沙的總重力，通過分析紙帶得到小車運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小．正確使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打出的某一條紙帶如圖，A、B、C、D、E、F是6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出．利用圖2中給出的數(shù)據(jù)可求出小車的加速度a=______m/s2，B點(diǎn)的速度vB=______m/s．

(2)該組同學(xué)利用圖3所示裝置，測(cè)得多組小車所受拉力F和加速度a的數(shù)據(jù)，如下表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（ms-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，在圖中作出a-F圖象；

（___________）

②由圖象可知，小車與長木板之間的最大靜摩擦力大小為______N．

Answer 1

【答案】遠(yuǎn)大于 0.5 0.145 0.12

【解析】

(1)[1]該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．根據(jù)牛頓第二定律得：

對(duì)m：

對(duì)M：

解得：

當(dāng)時(shí)，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于重物的總重力．

[2]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式得：

，

[3]AB的中點(diǎn)時(shí)刻速度等于AB的平均速度，則

，

所以

(2)①[4]建立坐標(biāo)系a-F，采用描點(diǎn)法，作出a-F圖象如圖；

②[5]當(dāng)小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的靜摩擦力即為最大靜摩擦力，由圖象讀出a=0時(shí)的F=0.12N，則知最大靜摩擦力為0.12N．