Question

18．某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（交流電的頻率為50Hz）

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²．（保留二位有效數(shù)字）
（2）為了用細線的拉力表示小車受到的合外力，實驗操作時必須首先平衡小車的摩擦力．該操作是否成功判斷的依據(jù)是不掛沙桶時小車拉著紙帶打的點跡是均勻的．．

Answer 1

分析 根據(jù)力的合成，要想小車受到的合外力等于細線的拉力，則其他力的合力為零，所以要平衡摩擦力；平衡摩擦力后不掛物體時小車做勻速直線運動，故打出的紙帶是均勻的．

解答 解：（1）紙帶的運動方向向左，依次取四組數(shù)據(jù)為：x₁，x₂，x₃，x₄，
則加速度：a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0772+0.0721-0.0670-0.0619}{4×（0.04）^{2}}$=3.2m/s²．
  （2）根據(jù)力的合成，要想小車受到的合外力等于細線的拉力，則其他力的合力為零，所以要平衡摩擦力，即實驗操作時必須首先平衡摩擦力；
平衡摩擦力后不掛物體時小車應做勻速直線運動，故打出的紙帶是點擊均勻的，即平衡摩擦力是否成功的依據(jù)為不掛沙桶時小車拉著紙帶打的點跡是均勻的；
故答案為：（1）3.2；（2）平衡小車的摩擦力，不掛沙桶時小車拉著紙帶打的點跡是均勻的．

點評 實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力等．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當清楚．