Question

【題目】在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_____時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．

（2）如圖（a），甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a﹣F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是_____．

（3）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a﹣F圖線，如圖（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？_____．

（4）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_____．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 （1）M>>m； （2）平衡摩擦力過(guò)度； （3）兩車及車上砝碼的總質(zhì)量不同； （4）1.58m/s2.

【解析】(1)以整體為研究對(duì)象有mg=(m+M)a，解得： ，

以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma= ，

顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M>>m，即只有M>>m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力。

(2) 圖中沒(méi)有拉力時(shí)就有加速度，是由于實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力多度造成的。

(3) 根據(jù)牛頓第二定律F=Ma， ，a與F成正比，斜率是質(zhì)量的倒數(shù)，兩同學(xué)做出的a-F圖像斜率不同，說(shuō)明兩次試驗(yàn)時(shí)兩車及車上砝碼的總質(zhì)量不同；

（4）每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.1s，根據(jù)，利用逐差法：