Question

【题目】某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与小车的质量M之间的关系实验中，不改变拉力FT（即小车悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，某次实验得到了一条纸带，如图所示，打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为计数点，两个计数点间还有4个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．

（1）请由纸带上测量记录的数据，求出C点的瞬时速度vc=m/s，加速度a=m/s2（结果保留保留两位有效数字）．
（2）该实验正式开始前，要先 ， 且只有当小车质量M与小车悬挂线通过定滑轮所吊砂桶及砂的总质量m大小满足时，方可认为细线对小车的拉力FT的大小等于悬挂线所吊砂桶与砂的重力mg．

Answer 1

【答案】
（1）0.35,0.97
（2）要平衡摩擦阻力f,M＞＞m
【解析】解：（1）据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：

vC= = ×10﹣2 m/s=0.35 m/s

根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：

a=

解得：a= m/s2=0.97 m/s2．
（2）为了使绳子的拉力等于小车的合外力，在进行实验之前要进行平衡摩擦力，具体做法是：适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑．

设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：

F=Ma ①

对砂桶和砂有：mg﹣F=ma ②

F= = ，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力．

所以答案是：（1）0.35，0.97；（2）要平衡摩擦阻力f；M＞＞m．