Question

18．某課外小組利用如圖所示的裝置研究合外力一定時，加速度與質量的關系．主要實驗步驟如下：

①用天平測量并記錄小桶（包括放在桶內的砝碼）的質量m，滑塊（包括加裝在滑塊兩側的銅片和固定在滑塊上的加速度傳感器）的質量M，每個鋼片的質量；
②接通氣泵，將滑塊（不掛小桶）置于氣墊導軌上，將固定在滑塊上的加速度傳感器調零，輕推滑塊，觀察滑塊的運動，在滑塊運動的大部分時間內，當加速度傳感器的示數(shù)0時，說明氣墊導軌已經水平；
③掛上小桶和砝碼，調整定滑輪的高度，使氣墊導軌上方的細繩水平；
④將加速度傳感器調零，在氣墊導軌上合適位置釋放滑塊，記錄加速度傳感器的示數(shù)a；
⑤利用在滑塊上增加鋼片的方法改變滑塊的質量M，重復步驟④…
數(shù)據(jù)記錄及處理如下：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
小桶質量m（單位：kg）	0.105
小桶重力mg（單位：N）	1.028
滑塊質量M（單位：kg）	0.397	0.496	0.596	0.696	0.796	0.896
$\frac{1}{M}$（單位：kg-1）	2.519	2.016	1.678	1.437	1.256	1.116
$\frac{1}{M+m}$（單位：kg-1）	1.992	1.664	1.427	1.248	1.110	0.999
滑塊加速度的測量值a（單位：m/s2）	2.014	1.702	1.460	1.268	1.110	1.004
滑塊加速度的理論值a（單位：m/s2）	2.048	1.711	1.467	1.283	1.141

請回答下列問題：
（1）實驗步驟②中的橫線上應填寫0；
（2）上表中，滑塊加速度的理論值是在忽略阻力的情況下根據(jù)牛頓第二定律計算得出的，其表達式是$\frac{mg}{M}$（用表中物理量的符號表示），最后一行的空格內的數(shù)據(jù)是1.147；
（3）觀察上表中最后兩行，滑塊加速度的理論值均大于其測量值，原因可能是小桶的重力還提供自身加速運動（寫出一個原因即可）

Answer 1

分析 （1）小車在氣墊導軌上勻速運動，說明導軌水平，故加速度傳感器上的示數(shù)為0；
（2）理論值為$a=\frac{mg}{M}$，代入數(shù)據(jù)解得
（3）小桶的重力還提供自身做加速運動

解答 解：（1）當小車在氣墊導軌上勻速運動，說明氣墊導軌已經水平，故加速傳感器的示數(shù)為0
（2）桶和桶內砝碼的重力提供小車做加速運動，根據(jù)mg=Ma，解得：a=$\frac{mg}{M}$，a=$\frac{mg}{M}=\frac{1.028}{0.896}m/{s}^{2}=1.147m/{s}^{2}$
（3）通過分析可知，加速度實際值要小于理論值，可能原因是小桶的重力還提供自身加速運動
故答案為：（1）0；（2）$\frac{mg}{M}$，1.147；（3）小桶的重力還提供自身加速運動

點評 本題主要考查了氣墊導軌的調整和加速度的理論值與實驗值的比較，能分析出實驗誤差的原因