Question

4．某同學設(shè)計了一個“探究加速度與物體所受合力及質(zhì)量的關(guān)系”實驗．如圖1所示為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細沙的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板．電源頻率50Hz．

（1）平衡摩擦力后，可認為細繩對小車的拉力F等于細沙和小桶的總重力，需滿足的條件是砝碼和小桶的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量．
（2）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持細沙和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，則作a-$\frac{1}{M}$（填a-m、$a-\frac{1}{m}$）圖象能更好的反應(yīng)加速度與質(zhì)量的關(guān)系
（3）如圖2為某次實驗得到的紙帶（紙帶上的點為實際打下的點），根據(jù)圖中的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)可求出小車的加速度大小a=3.19m/s²（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）認為細繩對小車的拉力F等于細沙和小桶的總重力，需滿足的條件是砝碼和小桶的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量，整體運動的加速度很�。�
（2）在拉力一定的情況下，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，作出a-$\frac{1}{M}$ 圖象更好的反應(yīng)加速度與質(zhì)量的關(guān)系；
（3）運用勻變速直線運動的公式△x=at²充分利用數(shù)據(jù)求解加速度．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，整體運動的加速度很小時，可認為細繩對小車的拉力F等于細沙和小桶的總重力，需滿足的條件是：砝碼和小桶的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量．
（2）在拉力一定的情況下，a與M的關(guān)系很可能是反比例關(guān)系，故作出a-$\frac{1}{M}$ 圖象更好的反應(yīng)加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
（3）采用兩分法，結(jié)合勻變速直線運動的公式△x=at²求解加速度為：a=$\frac{7（.21+7.72）-（6.19+6.70）}{{（4×0.02）}^{2}}{×10}^{-2}$m/s²=3.19m/s²
故答案為：（1）砝碼和小桶的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量     （2）a-$\frac{1}{M}$     （3）3.19

點評 能夠知道相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔．要注意單位的換算；解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當清楚．