Question

10．為了“探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系”，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖1所示，他想用鉤碼的重力mg表示小車受到的合外力（小車質(zhì)量為M）

a/ms-2	0.60	1.60	2.60	3.10
F/N	1.0	2.0	3.0	3.5

請完成下列填空或作圖
（1）M遠(yuǎn)大于m（選填“遠(yuǎn)大于、遠(yuǎn)小于、等于”）；
（2）如圖2是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=1s，距離如圖，則紙帶的加速度大小為0.02m/s²．
（3）在一次實(shí)驗(yàn)中，控制小車質(zhì)量M一定，探究加速度與力的關(guān)系，數(shù)據(jù)如表：
a．請?jiān)谌鐖D3的坐標(biāo)紙內(nèi)描點(diǎn)作a-F圖象
b．上述圖線不通過原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或未能完全平衡；
c．小車質(zhì)量M=1kg．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)要用鉤碼的重力代替小車所受到的合力，具體實(shí)驗(yàn)時(shí)注意兩點(diǎn)，一是鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，二是要平衡摩擦力．
（2）根據(jù)$△x=a{T}_{\;}^{2}$求解加速度；
（3）a、根據(jù)描點(diǎn)法即可作出圖象；
b、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距；
c、根據(jù)牛頓第二定律a=$\frac{F}{M}$，分析質(zhì)量與圖象斜率的關(guān)系進(jìn)行求解

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)牛頓第二定律不能得出當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，繩子對小車的拉力才近似等于鉤碼的重力，所以實(shí)驗(yàn)中要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，即M遠(yuǎn)大于m
（2）根據(jù)$△x=a{T}_{\;}^{2}$，得$a=\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.02}{{1}_{\;}^{2}}m/{s}_{\;}^{2}=0.02m/{s}_{\;}^{2}$
（3）①根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：

②圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，知未平衡摩擦力或未能完全平衡，
③根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
則a-F圖象的斜率表示$\frac{1}{M}$，則有：
$\frac{1}{M}$=$\frac{3-1.5}{3.5-2}=1$
解得：M=1kg
故答案為：（1）遠(yuǎn)大于   
（2）0.02
（3）a．如圖所示
  
 b．未平衡摩擦力或未能完全平衡  
c、1

點(diǎn)評 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵，要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．