Question

探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖1所示．

（1）進行該實驗時，應控制好小車質量M與砝碼盤和砝碼總質量m的關系，使它們滿足

 

的關系．
（2）某同學在實驗中忘記平衡摩擦力，并做出了a-F圖，如圖2，其得到的圖象是：

 

（3）該同學在實驗中打出了一條紙帶如圖3所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．則該小車的加速度a=

 

 m/s²．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析：當盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車及砝碼總質量時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應保證繩和紙帶與木板平行；根據△x=aT²求加速度．

解答：解：（1）在該實驗中實際是：mg=（M+m）a，要滿足mg=Ma，應該使砝碼盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量．
即M遠大于m．
（2）當未平衡摩擦力時，知有拉力時，加速度仍然為0，故圖象在橫坐標上有截距，不能是通過原點的直線，
故C正確，ABD錯誤
故選C．
（3）由于每5個點取一個計數點，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
設0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

x36-x03

9T2

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

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．