Question

16．如圖甲所示為“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置

（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交變電流的頻率為50Hz，紙帶上相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離如圖乙所示，該滑輪的加速度大小a=0.15m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）在不改變滑塊質(zhì)量的情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖丙所示，其中F為砝碼及砝碼盤的總重力大�。�若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)滑輪質(zhì)量和細(xì)線與滑輪間的摩擦，已知在某一次實(shí)驗(yàn)中通過打出的紙帶處理得到滑塊的加速度為a，通過天平稱得滑塊質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤質(zhì)量為m．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，則圖丙中F₀的大小為mg-（M+m）a（用已知物理量的字母表示）．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖丙所示，請寫出一條對提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）小車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可由△x=at²求解加速度．
（2）由圖象可知，F(xiàn)₀應(yīng)該等于滑動(dòng)摩擦力大小，整體利用牛頓第二定律列式即可求解．
（3）提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的做法有兩個(gè)：①平衡摩擦力；②小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時(shí)物體仍不動(dòng)，說明沒有平衡摩擦力．

解答 解：（1）設(shè)第1段位移為：x₁，第，2段位移為：x₂，
計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，
每兩測量點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，說明時(shí)間間隔T=0.1s
由△x=aT²得：
即：x₂-x₁=0.0368-0.0353=a×0.1²；
解得：a=0.15m/s²
（2）由a-F圖象可知，F(xiàn)₀應(yīng)該等于滑動(dòng)摩擦力大小
整體為研究對象，由牛頓第二定律得：
mg-F₀=（M+m）a
解得：F₀=mg-（M+m）a
（3）提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的做法有兩個(gè)：①平衡摩擦力；
②小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時(shí)物體仍不動(dòng)，說明沒有平衡摩擦力．
所以建議是：實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力；
故答案為：（1）0.15； （2）mg-（M+m）a；（3）實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力．

點(diǎn)評 對于探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”關(guān)鍵是掌握實(shí)驗(yàn)原理，從而掌握實(shí)驗(yàn)儀器、步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和要注意的事項(xiàng)．