Question

6．圖甲為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置示意圖．實驗小組利用此裝置來探究：在外力一定的條件下，物體的加速度與其質量間的關系，打點計時器的電源為50Hz的交流電源．
（1）實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的力近似不變，則應滿足的條件是，小吊盤和盤中物塊的質量之和遠小于小車和砝碼的總質量．（填“接近于”、“遠大于”或“遠小于”）
（2）圖乙是實驗小組得到的一條紙帶，兩個相鄰數(shù)點的間距為s₁、s₂．由圖可讀出s₁=2.35cm，由此求得加速度的大小a=1.35m/s²（保留小數(shù)點后兩位）
（3）以小車和砝碼總質量$\frac{1}{m}$為橫坐標，浴車的加速度a為縱坐標，作出的a-$\frac{1}{m}$系圖線如圖丙．圖線不過原點說明實驗有誤差，引起這一誤差的主要原因是平衡摩擦力時長木板的傾角過大（填“過大”或“過小”）；
如果平衡好摩擦力后，加速度應該與質量成反比（填“成正比”或“成反比”）關系．

Answer 1

分析 （1）在小吊盤和盤中物塊質量之和遠小于小車和砝碼總質量時，可以近似認為小車受到的拉力等于小吊盤和盤中物塊的重力．
（2）由圖示刻度尺讀出兩計數(shù)點間的距離；根據(jù)勻變速運動的推論△x=at²求出小車的加速度．
（3）在平衡摩擦力時，如果木板被墊得過高，木板傾角太大，則小車受到的合力大于細線的拉力，a-$\frac{1}{m}$圖象不過原點，在a軸上有截距．

解答 解：（1）為了保證在改變小車中砝碼的質量時，小車所受的拉力近似不變，則應滿足的條件是：小吊盤和盤中物塊的質量之和遠小于小車和砝碼的總質量．
（2）由圖示紙帶可知，s₁=3.60cm-1.25cm=2.35cm，s₂=7.30cm-3.60cm=3.70cm，計數(shù)點間的時間間隔t=0.02×5=0.1s，
由△x=at²得：加速度a=$\frac{{s}_{2}-{s}_{1}}{{t}^{2}}=\frac{0.0370-0.0235}{0.01}=1.35m/{s}^{2}$；
（3）a-$\frac{1}{m}$圖象是一條直線，a與m成反比；圖象在a軸上有截距，這是平衡摩擦力時長木板的傾角過大造成的．
故答案為：（1）遠小于；（2）2.35；1.35；（3）過大；反比．

點評 探究加速度與力、質量的關系時，要保證盤與砝碼的質量遠小于小車的總質量；實驗時要平衡摩擦力，能根據(jù)作差法求解加速度．