Question

11．“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）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖2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)，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，該小車的加速度a=0.64m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）要求所掛小盤和鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車和所加砝碼的質(zhì)量，此時(shí)才能認(rèn)為小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對(duì)小車的拉力大小；
（3）某同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)把木板的一端墊得過高，所得的a-F圖象為圖3中的C；

Answer 1

分析 （1）根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，運(yùn)用逐差法求出小車的加速度．
（2）通過整體法和隔離法得出拉力的表達(dá)式，分析小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對(duì)小車的拉力大小所滿足的條件．
（3）平衡摩擦力時(shí)將木板一端墊得過高，則F=0時(shí)，加速度a不為零．

解答 解：（1）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)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．
根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（8.95+9.61+10.26-7.05-7.68-8.33）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.64m/s²．
（2）對(duì)整體分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對(duì)M分析，根據(jù)牛頓第二定律得：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，小盤和鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和所加砝碼的質(zhì)量時(shí)，小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對(duì)小車的拉力大�。�
（3）平衡摩擦力時(shí)將木板一端墊得過高，則F=0時(shí)，加速度a不為零，圖線有縱軸截距，故選：C．
故答案為：（1）0.1，0.64；（2）遠(yuǎn)大于；（3）C

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，以及知道實(shí)驗(yàn)誤差的來源，知道小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對(duì)小車的拉力大小所滿足的條件．