Question

【題目】在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車拖動(dòng)后面的紙帶，小車的加速度可由紙帶上打出的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力．

（2）某一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與______的圖象．

（3）如圖（a）是甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是______．

（4）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖線，如圖（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？答：______．

（5）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，利用圖3給出的數(shù)據(jù)可求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=______．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 M遠(yuǎn)大于m 摩擦力平衡過(guò)度或傾角過(guò)大 小車及車中砝碼的質(zhì)量M 1.58 m/s2

【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律可知：整體的加速度，則繩子的拉力

，當(dāng)時(shí)，認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力；
（2）根據(jù)牛頓第二定律，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作圖象；但，故a與成正比，而正比例函數(shù)圖象是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系，所以做出圖象；
（3）圖中當(dāng)拉力等于零時(shí)就已經(jīng)產(chǎn)生加速度，說(shuō)明摩擦力平衡過(guò)度或傾角過(guò)大；
（4）由公式可知， ，則圖象中的斜率表示小車及車中砝碼的質(zhì)量的倒數(shù)，圖中斜率不同，則說(shuō)明兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)小車及車中砝碼的質(zhì)量M不同；
（5）每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則，根據(jù)，運(yùn)用逐差法得： 。