Question

11．“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖1所示．

（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖2所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，測出相鄰計數點之間的距離．其中S₁=7.05cm、S₂=7.68cm、S₃=8.33cm、S₄=8.95cm、S₅=9.61cm、S₆=10.26cm，兩計數點間的時間間隔為0.1s，該小車的加速度a=0.64m/s²．（結果保留兩位有效數字）．
（2）要求所掛小盤和鉤碼的質量遠大于小車和所加砝碼的質量，此時才能認為小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對小車的拉力大��；
（3）某同學在平衡摩擦力時把木板的一端墊得過高，所得的a-F圖象為圖3中的C；

Answer 1

分析 （1）根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，運用逐差法求出小車的加速度．
（2）通過整體法和隔離法得出拉力的表達式，分析小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對小車的拉力大小所滿足的條件．
（3）平衡摩擦力時將木板一端墊得過高，則F=0時，加速度a不為零．

解答 解：（1）計時器打點的時間間隔為0.02s，從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，則相鄰計數點間的時間間隔為0.1s．
根據△x=aT²，運用逐差法得：a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6}-{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{3}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（8.95+9.61+10.26-7.05-7.68-8.33）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=0.64m/s²．
（2）對整體分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對M分析，根據牛頓第二定律得：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，小盤和鉤碼的質量遠小于小車和所加砝碼的質量時，小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對小車的拉力大小．
（3）平衡摩擦力時將木板一端墊得過高，則F=0時，加速度a不為零，圖線有縱軸截距，故選：C．
故答案為：（1）0.1，0.64；（2）遠大于；（3）C

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，以及知道實驗誤差的來源，知道小盤和鉤碼所受重力大小等于繩對小車的拉力大小所滿足的條件．