Question

【題目】某同學驗證物體質量一定時加速度與合力的關系，實驗裝置如圖1所示．主要思路是，通過改變懸掛小鉤碼的質量，改變小車所受拉力，并測得小車的加速度．將每組數據在坐標紙上描點、畫線，觀察圖線特點．

（1）實驗中應該滿足：鉤碼的質量m和小車質量M的關系為：________________．

（2）如圖2所示為本實驗中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔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=_________，計算得加速度大小a=________m/s2（計算結果保留兩位有效數字）．

（3）經過6次實驗，獲得了6組對應的小車所受合力F、小車加速度a的數據，在坐標紙上描點、畫線，得到如圖3所示的a-F圖線．發現圖線不過原點，經排查發現：并非人為的偶然誤差所致，那么，你認為出現這種結果的原因可能是：______________。學習牛頓第二定律后，你認為，圖3中圖線的斜率表示_______________。

Answer 1

【答案】m遠小于M 0.64 小車前進過程中受到滑動摩擦力

【解析】

試題

(1)[1]該實驗裝置中，把砝碼重力作為小車拉力，而事實上，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遠小于M時，繩子拉力才近似等于砝碼重力．

(2)[2]勻變速直線運動連續相等時間間隔內通過的位移之差即，題目中給出了6個連續相等的時間間隔內的位移，如果我們用

，……

最終求得的加速度求平均加速度就會變成，

最終數據只用了2個，無法減小誤差，我們選擇用

，，

最終的表達式為

，

[3]帶入計算

;

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

[5]根據牛頓第二定律有可知a-F圖象的斜率表示小車質量M的倒數所以斜率為：