Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖為實驗裝置簡圖。所用交變電流的頻率為50Hz，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上由打點計時器打出的點計算出。

（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和盤中砝碼的重力。

（2）某次實驗得到的紙帶及實驗數(shù)據(jù)如圖所示，圖中所畫點為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為__________。(保留3位有效數(shù)字)

（3）保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表:請在方格坐標(biāo)紙中畫圖線__________，并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是__________。

試驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
（ms-2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
kg-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

Answer 1

【答案】 0.500m/s2

【解析】

（1）[1]．該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．根據(jù)牛頓第二定律得：
對M：

Mg-F拉=Ma

對m：

F拉=ma

解得：

當(dāng)時，即當(dāng)盤和盤中砝碼的重力遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）[2]．圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則T=0.1s，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式

△x=aT2

得：

（3）[3]．根據(jù)圖表在坐標(biāo)紙上描點，然后用一條直線將這些點和坐標(biāo)原點連接起來，圖象如圖所示；

根據(jù)圖象可知，斜率

則