13.某探究學習小組欲探究物體的加速度與力、質量的關系,它們在實驗時組裝了一套如圖所示的裝置,圖中小車的質量用M表示,鉤碼的質量用m表示,要順利完成該實驗,則:

(1)為使小車受合外力等于細線的拉力,應采取的措施是平衡摩擦力;要使細線的拉力約等于鉤碼的總重力,用滿足的條件是M>>m.
(2)某位同學經(jīng)過測量、計算得到如下數(shù)據(jù),請在圖中作出小車加速度與所受合外力的關系圖象.
組別1234567
M/kg0.580.580.580.580.580.580.58
F/N0.100.150.200.250.300.350.40
a/m•s-20.130.170.260.340.430.510.59
(3)由圖象可以看出,該實驗存在著較大的誤差,產生誤差的主要原因是:木板傾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”).

分析 (1)根據(jù)FT=M$\frac{mg}{M+m}$≈mg可知必需平衡摩擦力且要滿足M>>m;
(2)根據(jù)描點作圖法,將點平滑連線,即可求解;
(3)圖線不通過坐標原點,當F為某一值時,加速度為零,知平衡摩擦力不足

解答 解:(1)為使小車所受合外力等于細線的拉力,所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力,所以做實驗時必需平衡摩擦力.
以砂桶作為研究對象有:mg-FT=ma
以小車作為研究對象有:FT=Ma
聯(lián)立以上兩式可得:FT=M$\frac{mg}{M+m}$
要繩子的拉力等于砂桶的總的重力,即:M$\frac{mg}{M+m}$=mg,
故$\frac{M}{M+m}$=1,則有:M>>m;
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù),作出a與F的坐標,進行一一描點,然后平滑連線,即如圖所示;
(3)從圖象可以看出當有了一定的拉力F時,小車的加速度仍然是零,小車沒動說明小車的合力仍然是零,即小車還受到摩擦力的作用,說明摩擦力還沒有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠,沒有完全平衡掉摩擦力,
所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡(或未完全平衡)摩擦力.
從圖象可以看出當有了一定的拉力F時,小車的加速度仍然是零,小車沒動說明小車的合力仍然是零,即小車還受到摩擦力的作用,說明摩擦力還沒有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠,沒有完平衡掉摩擦力,
所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡(或未完全平衡)摩擦力.
故答案為:(1)平衡摩擦力、M>>m;(2)如圖所示;(3)木板傾角偏。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆胶饽Σ亮Α保

點評 掌握實驗原理是正確解決實驗題目的前提條件;實驗時要平衡摩擦力,平衡摩擦力不足或過平衡摩擦力都是錯誤的,難度適中.

練習冊系列答案
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