Question

4．“探究物體質(zhì)量不變時(shí)，加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．
①除實(shí)驗(yàn)裝置圖甲中顯示的實(shí)驗(yàn)器材外，還缺少哪些器材；
②在平衡小車與木板之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．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)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車的加速度a=0.16m/s²．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
③平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度．將砝碼盤中砝碼總重力mg視為合外力F，本次實(shí)驗(yàn)中，砝碼盤中的砝碼取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并作出a-F圖象，如圖丙．請(qǐng)問：經(jīng)檢驗(yàn)該同學(xué)“平衡摩擦力”做得很精確，但作出的a-F圖線仍不通過原點(diǎn)，主要原因是平衡摩擦力過度；本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足M?m這樣的條件？是（M表示小車總質(zhì)量，m表示砝碼及砝碼盤重物總質(zhì)量）（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 ①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要交流電源，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)需要用刻度尺測(cè)距離；
②應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可以求出加速度；
③實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力過度會(huì)使小車受到的合力大于繩子的拉力，在a-F圖象的縱軸上有截距；實(shí)驗(yàn)過程要控制小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．

解答 解：①除圖示實(shí)驗(yàn)器材外實(shí)驗(yàn)還需要：交流電源、刻度尺；
②每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.0383-0.0352}{2×0．{1}^{2}}$≈0.16m/s²．
③由圖示a-F圖象可知，圖象在a軸上有截距，這說明小車受到的合力大于繩子的拉力，
這是由于平衡摩擦力過度造成的；實(shí)驗(yàn)過程要控制小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼與鉤碼盤的質(zhì)量之和，
只有這樣小車受到的拉力才近似等于鉤碼與鉤碼盤的重力之和；
故答案為：①交流電源、刻度尺；②0.16；③平衡摩擦力過度；是．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)誤差分析，是實(shí)驗(yàn)的常考問題，一定要掌握；實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，使小車在木板上恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．