Question

【題目】在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．

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

（2）如圖（a），甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a﹣F圖線，說明實驗存在的問題是_____．

（3）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a﹣F圖線，如圖（b）所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同？_____．

（4）已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用圖2給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_____．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 （1）M>>m； （2）平衡摩擦力過度； （3）兩車及車上砝碼的總質(zhì)量不同； （4）1.58m/s2.

【解析】(1)以整體為研究對象有mg=(m+M)a，解得： ，

以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma= ，

顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M>>m，即只有M>>m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力。

(2) 圖中沒有拉力時就有加速度，是由于實驗前平衡摩擦力多度造成的。

(3) 根據(jù)牛頓第二定律F=Ma， ，a與F成正比，斜率是質(zhì)量的倒數(shù)，兩同學(xué)做出的a-F圖像斜率不同，說明兩次試驗時兩車及車上砝碼的總質(zhì)量不同；

（4）每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，相鄰兩個計數(shù)點間時間間隔為0.1s，根據(jù)，利用逐差法：