Question

18．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖．（交流電的頻率為50Hz）

（1）圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²．（保留二位有效數(shù)字）
（2）為了用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須首先平衡小車的摩擦力．該操作是否成功判斷的依據(jù)是不掛沙桶時(shí)小車?yán)垘Т虻狞c(diǎn)跡是均勻的．．

Answer 1

分析 根據(jù)力的合成，要想小車受到的合外力等于細(xì)線的拉力，則其他力的合力為零，所以要平衡摩擦力；平衡摩擦力后不掛物體時(shí)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故打出的紙帶是均勻的．

解答 解：（1）紙帶的運(yùn)動(dòng)方向向左，依次取四組數(shù)據(jù)為：x₁，x₂，x₃，x₄，
則加速度：a=$\frac{{x}_{4}+{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0772+0.0721-0.0670-0.0619}{4×（0.04）^{2}}$=3.2m/s²．
  （2）根據(jù)力的合成，要想小車受到的合外力等于細(xì)線的拉力，則其他力的合力為零，所以要平衡摩擦力，即實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須首先平衡摩擦力；
平衡摩擦力后不掛物體時(shí)小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故打出的紙帶是點(diǎn)擊均勻的，即平衡摩擦力是否成功的依據(jù)為不掛沙桶時(shí)小車?yán)垘Т虻狞c(diǎn)跡是均勻的；
故答案為：（1）3.2；（2）平衡小車的摩擦力，不掛沙桶時(shí)小車?yán)垘Т虻狞c(diǎn)跡是均勻的．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)問(wèn)題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力等．解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．