Question

14．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：
（l）通過實(shí)驗(yàn)得到如圖所示2的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面的傾角偏大（填“偏大”或“偏小”）．

（2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了便于研究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與鉤碼質(zhì)量m滿足M＞＞m的條件．
（3）該同學(xué)從打下的若干紙帶中選出了如圖3所示的一條紙帶（每兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來），圖中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)問的距離測(cè)得為：OA=5.00cm，AB=7.04cm，BC=9.09cm，CD=11.18cm，DE=13.27cm，EF=15.32cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz．

由這些數(shù)據(jù)計(jì)算：該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=2.07m/s²．

Answer 1

分析 （l）考查實(shí)驗(yàn)時(shí)平衡摩擦力時(shí)出現(xiàn)的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時(shí)過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼和盤的總重力的關(guān)系，判斷出在什么情況下砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）當(dāng)拉力F等于0時(shí)，小車已經(jīng)產(chǎn)生力加速度，故原因是平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力過大，在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角偏大．
（2）對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，
則繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當(dāng)M＞＞m，即砝碼和盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量時(shí)，砝碼和盤的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力．
所以為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足M＞＞m 的條件．
（3）每兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，時(shí)間間隔為T=0.1s，由紙帶點(diǎn)跡分布，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由兩分法可得加速度為；
a=$\frac{（11.18+13.27+15.32）-（5.00+7.04+9.09）}{{（3×0.1）}^{2}}×$10^-2m/s²=2.07m/s²
故答案為：（1）偏大；（2）M＞＞m；（3）2.07

點(diǎn)評(píng) 教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．