Question

【題目】某實驗小組做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗，實驗裝置如圖甲所示，在下面實驗中均滿足木塊質量遠大于砂和砂桶的總質量，可認為細繩對木塊的拉力大小等于砂和砂桶的重力，以下三位同學均進行了平衡摩擦力操作：

(1)小組中A同學在實驗中獲取的一段紙帶如圖乙所示，圖中標出了各計數(shù)點間的距離，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點（圖中未標出），已知打點計時器所接交流電源的頻率為50Hz，由紙帶可求出木塊的加速度的大小a＝___________m/s2；（計算結果保留兩位有效數(shù)字）

(2)小組中B同學根據(jù)自己得到的實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的關系圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標原點，原因可能是____________；

(3)小組中C同學實驗時，保持砂和砂桶的總質量不變，木塊自身的質量M保持不變，改變木塊中砝碼的質量m，并測出所對應的加速度a，以m為橫坐標，以為縱坐標，在坐標紙上作出如圖丁所示的關系圖線，實驗結果驗證了牛頓第二定律。如果圖中縱軸上的截距為b，則砂和砂桶的重量為___________。

Answer 1

【答案】0.59 平衡摩擦力過度

【解析】

(1)[1]根據(jù)勻變速直線運動的推論公式，可以求出加速度的大小，即

。

(2)[2]由圖丙可知，a-F圖像在a軸上有截距，說明沒有加力時，木塊已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，這是由于平衡摩擦力過度造成的。

(3)[3]根據(jù)題意，由牛頓第二定律得

整理得

則圖像的截距

砂和砂桶的重量