Question

6．某同學(xué)“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：
a．用小木塊將長(zhǎng)木板無滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
b．使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力．
（2）實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=0.88m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，為了減少這種做法而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論可以求出小車的加速度．

解答 解：（1）a、用小木塊將長(zhǎng)木板無滑輪的一端墊高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
b、對(duì)整體運(yùn)用牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，則小車的合力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車所受的拉力等于沙和沙桶的重力；
（2）由圖示紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔：t=0.02×5=0.1s，
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論：△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.0864-0.0600}{3×0．{1}^{2}}$=0.88m/s²；
故答案為：（1）a、平衡摩擦力；b、砂桶的重力；（2）0.88．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，在本實(shí)驗(yàn)中，知道兩個(gè)認(rèn)為：1、認(rèn)為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認(rèn)為沙和沙桶的總重力等于小車所受的合力．