Question

14．某同學用下面的裝置測量小車與木板間的摩擦力．A為小車，質量為100g，B為電火花計時器（接50Hz的交流電），C為小盤，D為一端帶有定滑輪的水平放置的長方形木板，小車運動過程中的加速度可通過紙帶上打出的點求出．

（1）實驗中，若認為小車受到的拉力等于盤和砝碼的重力，會對實驗結果產生較大的影響，故在該實驗中要求實驗原理上消除由此產生的系統誤差．這樣在實驗中，小盤（含其中砝碼）的質量不必（填“必須”或“不必”）滿足遠小于小車質量的條件；
（2）某次實驗中，盤和其中砝碼的總質量為50g，得到的紙帶如圖所示，A、B、C、D、E是計數點，相鄰計數點間還有四個點未畫出，根據紙帶可求出小車的加速度大小為1.2m/s²．此時，小車受到的摩擦力為0.32N．

Answer 1

分析 根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量，求出加速度，對整體分析，結合牛頓第二定律求出小車所受的摩擦力．

解答 解：（1）小盤（含其中砝碼）的重力與小車所受的摩擦力之差為整體的合力，對整體分析，求出摩擦力的大小，所以實驗中小盤（含其中砝碼）的質量不必滿足遠小于小車質量的條件．
（2）因為連續(xù)相等時間內的位移之差△x=12mm，根據△x=aT²得加速度為：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{12×1{0}^{-3}}{0.01}=1.2m/{s}^{2}$，
對整體分析，根據牛頓第二定律得：mg-f=（M+m）a，解得：f=mg-（M+m）a=0.5-0.15×1.2N=0.32N．
故答案為：（1）不必；（2）1.2，0.32

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解加速度，注意本題研究的對象為整體，不需要滿足小盤（含其中砝碼）的質量遠小于小車的質量．