Question

14．在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中．（g取10m/s²）

（1）備有器材：A．一端帶有滑輪的長木板；B．電磁打點計時器、低壓交流電源、復(fù)寫紙、紙帶；C．細(xì)繩、小車、砝碼；D．裝有細(xì)砂的小桶；E．小方木板；F．毫米刻度尺；還缺少的一件器材是天平．
（2）實驗得到如圖甲所示的一條紙帶，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為T；B、C間距s₂和D、E間距s₄已量出，利用這兩段間距計算小車加速度的表達(dá)式為$a=\frac{{s}_{4}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{2{T}_{\;}^{2}}$．
（3）同學(xué)甲根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示a-$\frac{1}{m}$圖線，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為0.02 kg；
（4）同學(xué)乙根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖丙所示的a-$\frac{1}{m}$圖象，從圖線可知乙同學(xué)操作過程中遺漏的實驗步驟是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）本題需測量小車的質(zhì)量，所以還需要天平；
（2）利用勻變速直線運動的推論，根據(jù)作差法求出加速度；
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，a-$\frac{1}{m}$圖象的斜率等于砂和砂桶的總重力；
（4）觀察圖象可知當(dāng)F＞0時，加速度仍為零，說明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．

解答 解：（1）本題要測量小車的質(zhì)量，則需要天平，所以還缺少的一件器材是天平；
（2）根據(jù)逐差法得：${s}_{4}^{\;}-{s}_{2}^{\;}=2a{T}_{\;}^{2}$
解得：$a=\frac{{s}_{4}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{2{T}_{\;}^{2}}$
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，則F即為a-$\frac{1}{m}$圖象的斜率，
所以砂和砂桶的總重力m′g=F=$\frac{2.4}{12}N$=0.2N
解得：m′=$\frac{0.2}{10}kg=0.02kg$
（4）由c圖可知，圖線不通過坐標(biāo)原點，當(dāng)F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．
故答案為：（1）天平；（2）$\frac{{s}_{4}^{\;}-{s}_{2}^{\;}}{2{T}_{\;}^{2}}$；（3）0.02；（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，能夠運用逐差法求解加速度，知道圖象的含義，難度適中．