Question

【題目】某實驗小組的同學在用打點計時器探究小車的加速度a與小車的質量M之間的關系實驗中，不改變拉力T（即小車懸掛線所吊砂桶與砂的重力mg一定），只改變物體的質量M，得到了如下表所示的幾組實驗數據。其中第3組數據還未算出加速度，但對應該組已經打出了紙帶，如圖所示．打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源，圖中各點為每打5個點標出的計數點，測量長度的單位為cm，兩個計數點間還有4個點未標出．

（1）由紙帶上測量記錄的數據，求出C點的瞬時速度vC=___m/s，以及加速度a=__________m/s2．（結果保留兩位有效數字）

（2）為使細線對小車的拉力等于小車所受的合力，該實驗開始進行時，要先_______；只有當小車質量M與小車懸掛線通過定滑輪所吊砂桶及砂的總質量m大小滿足_________時，方可認為細線對小車的拉力T的大小等于懸掛線所吊砂桶與砂的重力mg．

Answer 1

【答案】 0.52 1.6 平衡摩擦 M》m

【解析】(1)根據勻變速運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度， ；

根據逐差法得加速度為： ；

(2)為了使繩子的拉力等于小車的合外力，在進行實驗之前要進行平衡摩擦力，具體做法是：適當墊高長木板不帶定滑輪的一端，輕推未掛沙桶的小車，恰使拖有紙帶的小車勻速下滑。

設繩子上拉力為F，對小車根據牛頓第二定律有：

F=Ma

對砂桶和砂有：mgF=ma

則，由此可知當M>>m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力。