Question

7．某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究小車(chē)的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中，他把鉤碼的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合力．

（1）為減小把鉤碼的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合力而帶來(lái)的誤差，實(shí)驗(yàn)中，除了拉小車(chē)的細(xì)線(xiàn)與長(zhǎng)木板平行外，還應(yīng)采取的措施有：
①平衡摩擦力；
②鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量．
（2）木塊從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄木塊的運(yùn)動(dòng)情況，如圖乙所示，其中O點(diǎn)為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，A、B、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點(diǎn)，A、B與B、C間的距離圖乙已標(biāo)明．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源頻率f=50Hz，木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.39m/s²（以下計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．

（3）如果猜想力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，為對(duì)此猜想進(jìn)行驗(yàn)證，應(yīng)畫(huà)a-$\frac{1}{M}$圖象．
（4）在保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量m一定，探究加速度a與所受合外力F的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，得到的a-F關(guān)系如圖丙所示．其原因是平衡摩擦力過(guò)度．

Answer 1

分析 探究小車(chē)的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，要使鉤碼的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合力，應(yīng)該做到平衡摩擦力、鉤碼的質(zhì)量比小車(chē)的質(zhì)量小得多．
作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移差等于恒量即△x=aT²，根據(jù)此等式求解加速度．

解答 解：（1）探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中首先應(yīng)平衡摩擦力，這樣繩子對(duì)小車(chē)的拉力才可等效為小車(chē)受到的合力，再就是當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)繩子對(duì)鉤碼的拉力才近似等于鉤碼重力．
（2）作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移差等于恒量即△x=aT²，
故有a=$\frac{0.0797-0.0758}{0.01}$=0.39m/s²．
（3）如果猜想當(dāng)力一定時(shí)，加速度a與質(zhì)量M成反比，為對(duì)此猜想進(jìn)行驗(yàn)證，應(yīng)畫(huà)a-$\frac{1}{M}$圖象，若a-$\frac{1}{M}$圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，則a與M成反比．
（4）從圖象可以看出拉力F=0時(shí)，小車(chē)的加速度已經(jīng)不為零，說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大了，
所以圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過(guò)度．
故答案為：（1）平衡摩擦力、鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量；
（2）0.39；
（3）a-$\frac{1}{M}$；
（4）平衡摩擦力過(guò)度

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用及打出的紙帶的處理方法，有利于學(xué)生基本知識(shí)的掌握，同時(shí)也考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗(yàn)條件的掌握，平衡摩擦力的方法．