Question

7．某同學(xué)用如圖甲所示裝置探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，在實驗中，他把鉤碼的重力當作小車受到的合力．

（1）為減小把鉤碼的重力當作小車受到的合力而帶來的誤差，實驗中，除了拉小車的細線與長木板平行外，還應(yīng)采取的措施有：
①平衡摩擦力；
②鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量．
（2）木塊從靜止開始運動，利用打點計時器在紙帶上記錄木塊的運動情況，如圖乙所示，其中O點為紙帶上記錄到的第一點，A、B、C是該同學(xué)在紙帶上所取的一些點，A、B與B、C間的距離圖乙已標明．已知打點計時器所用交流電源頻率f=50Hz，木塊運動的加速度a=0.39m/s²（以下計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．

（3）如果猜想力一定時，加速度與質(zhì)量成反比，為對此猜想進行驗證，應(yīng)畫a-$\frac{1}{M}$圖象．
（4）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量m一定，探究加速度a與所受合外力F的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當，得到的a-F關(guān)系如圖丙所示．其原因是平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，要使鉤碼的重力當作小車受到的合力，應(yīng)該做到平衡摩擦力、鉤碼的質(zhì)量比小車的質(zhì)量小得多．
作勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移差等于恒量即△x=aT²，根據(jù)此等式求解加速度．

解答 解：（1）探究牛頓第二定律實驗中首先應(yīng)平衡摩擦力，這樣繩子對小車的拉力才可等效為小車受到的合力，再就是當鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時繩子對鉤碼的拉力才近似等于鉤碼重力．
（2）作勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等的時間內(nèi)通過的位移差等于恒量即△x=aT²，
故有a=$\frac{0.0797-0.0758}{0.01}$=0.39m/s²．
（3）如果猜想當力一定時，加速度a與質(zhì)量M成反比，為對此猜想進行驗證，應(yīng)畫a-$\frac{1}{M}$圖象，若a-$\frac{1}{M}$圖象是過原點的傾斜直線，則a與M成反比．
（4）從圖象可以看出拉力F=0時，小車的加速度已經(jīng)不為零，說明平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了，
所以圖線不通過坐標原點的原因是平衡摩擦力過度．
故答案為：（1）平衡摩擦力、鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；
（2）0.39；
（3）a-$\frac{1}{M}$；
（4）平衡摩擦力過度

點評 本題考查了打點計時器的應(yīng)用及打出的紙帶的處理方法，有利于學(xué)生基本知識的掌握，同時也考查了學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗條件的掌握，平衡摩擦力的方法．