Question

16．某同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)�力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得．

①圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz，取紙帶上每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E．根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為3.1m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②在不改變小車(chē)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(xiàn)如圖丙所示，其中F為砝碼及砝碼盤(pán)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(xiàn)與滑輪間的摩擦，已知在某一次實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打出的紙帶處理得小車(chē)的加速度為a，通過(guò)天平稱(chēng)得小車(chē)質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤(pán)總質(zhì)量為m，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)圖（c）中作出的a‐F 圖線(xiàn)，請(qǐng)寫(xiě)出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論：△x=at²求出加速度．
（2）根據(jù)圖示圖示應(yīng)用牛頓第二定律解題．
（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力、小車(chē)的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題．

解答 解：（1）由圖示可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×2=0.04s，
由△x=at²可知，小車(chē)的加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.077-0.062}{3×0.0{4}^{2}}$≈3.1m/s²；
（2）由圖示圖象可知，F(xiàn)₀等于小車(chē)受到的摩擦力，
對(duì)系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：mg-F₀=（M+m）a，
解得：F₀=mg-（M+m）a；
（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力．
故答案為：（1）3.1；（2）mg-（M+m）a；（3）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求加速度、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施等問(wèn)題，要掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法等基礎(chǔ)知識(shí)，掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握；根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論△x=at²可以求出加速度．