Question

【題目】某同學(xué)驗(yàn)證物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與合力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．主要思路是，通過(guò)改變懸掛小鉤碼的質(zhì)量，改變小車所受拉力，并測(cè)得小車的加速度．將每組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫(huà)線，觀察圖線特點(diǎn)．

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該滿足：鉤碼的質(zhì)量m和小車質(zhì)量M的關(guān)系為：________________．

（2）如圖2所示為本實(shí)驗(yàn)中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.10s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm．為了盡量減小誤差，則用T、x1、x2…x6表示小車加速度大小a=_________，計(jì)算得加速度大小a=________m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

（3）經(jīng)過(guò)6次實(shí)驗(yàn)，獲得了6組對(duì)應(yīng)的小車所受合力F、小車加速度a的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫(huà)線，得到如圖3所示的a-F圖線．發(fā)現(xiàn)圖線不過(guò)原點(diǎn)，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)：并非人為的偶然誤差所致，那么，你認(rèn)為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是：______________。學(xué)習(xí)牛頓第二定律后，你認(rèn)為，圖3中圖線的斜率表示_______________。

Answer 1

【答案】m遠(yuǎn)小于M 0.64 小車前進(jìn)過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力

【解析】

試題

(1)[1]該實(shí)驗(yàn)裝置中，把砝碼重力作為小車?yán)�力，而事�?shí)上，小車和砝碼一起勻加速，砝碼重力是整體的合力，即

，

繩子拉力

，

只有m遠(yuǎn)小于M時(shí)，繩子拉力才近似等于砝碼重力．

(2)[2]勻變速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)的位移之差即，題目中給出了6個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移，如果我們用

，……

最終求得的加速度求平均加速度就會(huì)變成，

最終數(shù)據(jù)只用了2個(gè)，無(wú)法減小誤差，我們選擇用

，，

最終的表達(dá)式為

，

[3]帶入計(jì)算

;

(3)[4]觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)，在加速度等于0，力F還不等于0，說(shuō)明除F外還有別的力與F平衡，所以受到的有滑動(dòng)摩擦力，

[5]根據(jù)牛頓第二定律有可知a-F圖象的斜率表示小車質(zhì)量M的倒數(shù)所以斜率為：