Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)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(chē)的加速度可由小車(chē)后面拉動(dòng)的紙帶經(jīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算得到。

(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(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總重力。

(2)一組同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)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)。為了比較容易地得出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)作出a與_________________圖象。

(3)甲同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，如圖2（a）所示，則實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是_____________________。

(4)乙、丙兩同學(xué)用同一裝置探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示。則兩同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)__________不同造成的。

(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖3所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度為________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量或M>>m 小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量的倒數(shù)或 平衡摩擦力時(shí),木板傾角過(guò)大或平衡摩擦力過(guò)度 兩小車(chē)的質(zhì)量 0.40

【解析】（1）設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車(chē)及車(chē)中砝碼根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma ，對(duì)盤(pán)及盤(pán)中砝碼有：mg-F=ma ，聯(lián)立解得： ，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)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a-M圖象；但，可知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，故應(yīng)作的圖象。

（3）圖中沒(méi)有拉力時(shí)就產(chǎn)生了加速度，說(shuō)明平衡摩擦力時(shí),木板傾角過(guò)大或平衡摩擦力過(guò)度。

（4）a-F圖線的斜率表示小車(chē)的質(zhì)量，由圖可知斜率不同，故兩小車(chē)的質(zhì)量不同。

（5）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出所以兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s，根據(jù)推論，可得加速度為： 。