Question

16．某同學設計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗．圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得．

①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz，取紙帶上每兩個點為一個計數(shù)點A、B、C、D、E．根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.1m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
②在不改變小車質(zhì)量的情況下，根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的a‐F 圖線如圖丙所示，其中F為砝碼及砝碼盤的總重力大小．若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計滑輪質(zhì)量和細線與滑輪間的摩擦，已知在某一次實驗中通過打出的紙帶處理得小車的加速度為a，通過天平稱得小車質(zhì)量為M，砝碼和砝碼盤總質(zhì)量為m，當?shù)刂亓�加速度為g，則圖丙中F₀的大小為mg-（M+m）a（用已知物理量的字母表示）
③根據(jù)圖（c）中作出的a‐F 圖線，請寫出一條對提高本實驗結(jié)果準確程度有益的建議實驗前應平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運動的推論：△x=at²求出加速度．
（2）根據(jù)圖示圖示應用牛頓第二定律解題．
（3）為減小實驗誤差實驗前應平衡摩擦力、小車的質(zhì)量應遠大于砝碼的質(zhì)量等，根據(jù)實驗注意事項分析答題．

解答 解：（1）由圖示可知，計數(shù)點間的時間間隔：t=0.02×2=0.04s，
由△x=at²可知，小車的加速度：a=$\frac{DE-AB}{3{t}^{2}}$=$\frac{0.077-0.062}{3×0.0{4}^{2}}$≈3.1m/s²；
（2）由圖示圖象可知，F(xiàn)₀等于小車受到的摩擦力，
對系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：mg-F₀=（M+m）a，
解得：F₀=mg-（M+m）a；
（3）為減小實驗誤差，實驗前應平衡摩擦力．
故答案為：（1）3.1；（2）mg-（M+m）a；（3）實驗前應平衡摩擦力．

點評 本題考查了求加速度、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗改進措施等問題，要掌握實驗原理、實驗注意事項與實驗數(shù)據(jù)處理方法等基礎知識，掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習與掌握；根據(jù)勻變速直線運動的推論△x=at²可以求出加速度．