Question

5．在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中
（1）備有以下器材：A．長(zhǎng)木板；B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶；C．細(xì)繩、小車(chē)、砝碼；D．裝有細(xì)砂的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺；還缺少的一件器材是．

（2）實(shí)驗(yàn)得到如圖（a）所示的一條紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)；B、C間距s₂和D、E間距s₄已量出，利用這兩段間距計(jì)算小車(chē)加速度的表達(dá)式為$a=\frac{{{s_4}-{s_2}}}{{2{T^2}}}$．
（3）同學(xué)甲根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出a-$\frac{1}{m}$圖線如圖（b）所示，從圖線可得砂和砂桶的總質(zhì)量為0.02kg．（g取10m/s²）
（4）同學(xué)乙根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了圖（c），從圖線可知乙同學(xué)操作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題是末平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 （1）本題需測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，所以還需要天平；
（2）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，根據(jù)作差法求出加速度；
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，a-$\frac{1}{m}$圖象的斜率等于砂和砂桶的總重力；
（4）觀察圖象可知當(dāng)F＞0時(shí)，加速度仍為零，說(shuō)明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．

解答 解：（1）本題要測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，則需要天平，所以還缺少的一件器材是天平；
（2）根據(jù)逐差法得：s₄-s₂=2aT²；
解得：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，則F即為a-$\frac{1}{m}$圖象的斜率，
所以砂和砂桶的總重力m′g=F=$\frac{2.4}{12}$=0.2N
解得：m′=$\frac{0.2}{10}$=0.02kg
（4）由c圖可知，圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．
故答案為：（1）天平；
（2）$a=\frac{{{s_4}-{s_2}}}{{2{T^2}}}$；
（3）0.02（0.018-0.022kg均可）；
（4）末平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點(diǎn)評(píng) 了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，能夠運(yùn)用逐差法求解加速度，知道圖象的含義，難度適中．