Question

某同学用图甲的实验装置探究小车的加速度a与小车所受合力F及质量M的关系。打点计时器所用交变电流的频率为50Hz。
（1）某次实验中得到的纸带如图乙所示，每两个点间还有四个点未画出。则可求出小车的加速度大小为_________m/s²；

（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_______砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足__________的条件。

Answer 1

（1）0.51（2）小于、m << M

试题分析：（1）常用的仪器工作电源考察，如电火花计时器使用电源是220V交流；
（2）实验时，我们认为绳子的拉力是小车受到的合外力，为达到这个目的，我们要先平衡摩擦力；
（3）为了在纸带上打出更多的点，所以实验操做前，应使小车停在靠近打点计时器处；
（4）为了使绳子的拉力近似等于小车受到的合外力，处理方式是让小车的质量远远大于沙桶和沙子的质量；
（5）小车做匀加速运动，可根据匀加速运动的规律结合纸带上的数据求出加速度；
解：（1）设前两段位移为x₁，后两段位移为x₂
由△x=at²得：
（2）假设小车的加速度为a，拉力为F：
对沙桶及沙：mg-F=ma；对小车：F=Ma；
联立得：，故只有在m << M的情况下近似认为拉力等于mg，
点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．纸带的处理在很多实验中都有涉及，对于速度和加速度的求法一定要牢固掌握．