Question

13．某實驗小組利用如圖所示的裝置來探究“質(zhì)量一定時物體的加速度與力之間的關系”．實驗中認為繩子拉力等于小桶及桶中物體的總重量，已知小車質(zhì)量約300g，交流電頻率50Hz．
（1）小組同學按圖甲所示安裝好裝置后，將軌道右端適當墊起，來平衡阻力．請指出不合理之處平衡摩擦力時不能掛著小桶、砝碼．正確操作后，小組同學在小桶里加適當?shù)奈矬w，拉動小車加速運動．在小桶里逐漸增加物體改變拉力大小，所加物體應選用如圖乙中的砝碼（填實物名稱）．
（3）某次實驗打出了一條紙帶如圖丙所示．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離（單位cm）．該次實驗小車的加速度a=0.16m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，根據(jù)測得數(shù)據(jù)畫出a-F圖線，發(fā)現(xiàn)圖象是一條過原點的直線，由此得到的實驗結(jié)論是在實驗誤差范圍內(nèi)，質(zhì)量一定時，加速度與力成正比．

Answer 1

分析 實驗中認為繩子的拉力等于小車的合力，平衡摩擦力時不能掛著小桶、砝碼．根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度，結(jié)合a-F圖線得出加速度與力的關系．

解答 解：（1）平衡摩擦力時不能掛著小桶、砝碼，應該讓小車拖著紙帶運動．在小桶里加適當?shù)奈矬w，拉動小車加速運動．在小桶里逐漸增加物體改變拉力大小，所加物體應選用如圖乙中的砝碼．
（2）根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=$\frac{{x}_{34}+{x}_{45}-{x}_{12}-{x}_{23}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（3.83+3.99-3.52-3.68）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=0.16m/s²．
（3）a-F圖線為過原點的傾斜直線，可知在實驗誤差范圍內(nèi)，質(zhì)量一定時，加速度與力成正比
故答案為：（1）平衡摩擦力時不能掛著小桶，砝碼
（2）0.16．
（3）在實驗誤差范圍內(nèi)，質(zhì)量一定時，加速度與力成正比．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及知道實驗中的注意事項，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．