Question

13．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．圖中小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，小車后面固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器接50Hz交流電．

（1）小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力近似等于鉤碼的總重力，應(yīng)滿足的條件是m＜＜M；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某學(xué)生由于疏忽沒(méi)有平衡摩擦力，他測(cè)量得到的aF圖象，可能是圖乙中的圖線C（選填“A”“B”或“C”）；
（3）如圖丙所示，某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離已標(biāo)出，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出．由此可求得小車加速度大小為0.49m/s²，在計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)速度大小為0.26m/s．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度，隔離分析，求出繩子拉力和鉤碼重力的關(guān)系，從而確定使鉤碼重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力的條件；
（2）如果沒(méi)有平衡摩擦力的話，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．
（3）根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小

解答 解：（1）設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，對(duì)鉤碼與小車組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
對(duì)小車，由牛頓第二定律得：T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，只有當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，即：m＜＜M時(shí)，小車受到的拉力近似等于鉤碼的重力；
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)，物體不動(dòng)的情況．故圖線為C；
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，時(shí)間間隔為0.1s，有公式△x=aT²得：
$a=\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{（3.39-2.89）×1{0}_{\;}^{-2}m}{（0.1s）_{\;}^{2}}=0.49m/{s}_{\;}^{2}$
計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度${v}_{2}^{\;}=\frac{△{x}_{13}^{\;}}{△{t}_{13}^{\;}}=\frac{（2.40+2.89）cm}{2×0.1s}$=26cm/s=0.26m/s
故答案為：（1）m＜＜M           （2）C             （3）0.49       　0.26

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，要掌握測(cè)量加速度的原理：△x=aT²，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因．