Question

【題目】“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(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(dòng)的紙帶打上的點(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及盤中砝碼的重力．

(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(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)，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)未畫出，利用下圖給出的數(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】 m遠(yuǎn)小于M時(shí) 平衡摩擦力過(guò)大 小車及小車中鉤碼的質(zhì)量M

【解析】（1）以整體為研究對(duì)象有：mg=（M+m）a，解得，以M為研究對(duì)象有：繩子的拉力F=Ma=mg，顯然要有F=mg，必有m+M≈M，故有M＞＞m．即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象為曲線，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a-M圖象；但存在關(guān)系：a=，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，應(yīng)作a-圖象．
（3）圖象中在外力為零的情況下，小車的加速度不為零，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度．
（4）圖象的斜率，所以兩個(gè)同學(xué)的所用的小車及小車中鉤碼的質(zhì)量M不同．
（5）根據(jù)△x=aT2，運(yùn)用逐差法得： ．