Question

【題目】如圖所示為“探究物體加速度與所受合外力關(guān)系”的實驗裝置。

某同學(xué)的實驗步驟如下：

①用天平測量并記錄物塊和拉力傳感器的總質(zhì)量M；

②調(diào)整長木板和滑輪，使長木板水平且細線平行于長木板；

③在托盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a，接通電源，釋放物塊，記錄拉力傳感器的讀數(shù)F1，根據(jù)相對應(yīng)的紙帶，求出加速度a1；

④多次改變托盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③，記錄傳感器的讀數(shù)Fn，求出加速度an。

請回答下列問題：

（1）圖乙是某次實驗得到的紙帶，測出連續(xù)相鄰計時點O、A、B、C、D之間的間距為x1、x2、x3、x4，若打點周期為T，則物塊的加速度大小為a=________________（用x1、x2、x3、x4、T表示）。

（2）根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，以拉力傳感器的讀數(shù)F為橫坐標、物塊的加速度a為縱坐標，畫出a-F圖線如圖丙所示，圖線不通過原點的原因是____________，圖線斜率的倒數(shù)代表的物理量是__________。

（3）根據(jù)該同學(xué)的實驗，還可得到物塊與長木板之間動摩擦因數(shù)μ，其值可用M、a-F圖線的橫截距F0和重力加速度g表示為μ=____________，與真實值相比，測得的動摩擦因數(shù)__________（填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 ； 沒有平衡摩擦力； M； ； 偏大；

【解析】

（1）應(yīng)用勻變速直線運動的推論：△x=aT2求出加速度表達式。

（2）當(dāng)繩子上有拉力時，物體的加速度卻為零，由此可知實驗存在的問題．根據(jù)可知圖線斜率的倒數(shù)代表的物理意義；

（3）根據(jù)圖像的截距F0的意義求解動摩擦因數(shù)，阻力包括了木塊所受的所有阻力之和.

（1）打點計時器打點時間間隔為T，由勻變速直線運動推論：△x=aT2可知，加速度為： ；

（2）由圖可知，當(dāng)繩子上有拉力時，物體的加速度卻為零，由此可知實驗之前該同學(xué)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．根據(jù)可知圖線斜率的倒數(shù)代表的物理量是物塊和拉力傳感器的總質(zhì)量M；

（3）由圖像可知，物塊與木板之間的摩擦力為F0，則F0=μMg，即；因阻力包括了木塊所受的所有阻力之和，此值大于滑動摩擦力，則與真實值相比，測得的動摩擦因數(shù)偏大。