Question

1．用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運(yùn)動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律，小車的質(zhì)量為M保持不變，改變懸掛重物的質(zhì)量，重物下落過程中，每次電磁打點(diǎn)計(jì)時器打出一條紙帶并讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)中已平衡摩擦力，滑輪及細(xì)線的質(zhì)量不計(jì)，以小車為研究對象：
（1）如圖乙所示，為實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，每兩點(diǎn)間還有四點(diǎn)沒有畫出，則小車的加速度a=0.16m/s²；
（2）若a、F、M三者之間滿足關(guān)系式a=$\frac{2F}{M}$，則驗(yàn)證了上述規(guī)律；
（3）若懸掛重物的質(zhì)量為m，本實(shí)驗(yàn)是否需要滿足m＜＜M，否（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)△x=aT²求解加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論求出瞬時速度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求小車的加速度；
（3）只有用重物的重力代替繩子的拉力，才需要滿足M＞＞m；

解答 解：（1）由勻變速直線運(yùn)動的推論：△x=at²可知，加速度為：
a=$\frac{{x}_{3}^{\;}-{x}_{1}^{\;}}{2{t}_{\;}^{2}}$=$\frac{（3.84-3.52）×1{0}_{\;}^{-2}m}{2×（0.1s）_{\;}^{2}}$=0.16m/s²；
（2）對小車，根據(jù)牛頓第二定律，${F}_{合}^{\;}=2F=Ma$，得：$a=\frac{2F}{M}$
（3）繩子的拉力可以由彈簧測力計(jì)直接得到，不需要用重物的重力代替，所以不需要滿足m＜＜M．
每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔：t=0.02×5=0.1s，
故答案為：（1）0.16；（2）$\frac{2F}{M}$；（3）否

點(diǎn)評 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，同時要熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)要采用控制變量法，當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，若用力傳感器或彈簧測力計(jì)，則不需要滿足此條件．