Question

4．某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验．如图1所示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细沙的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．电源频率50Hz．

（1）平衡摩擦力后，可认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力，需满足的条件是砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量．
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持细沙和小桶质量不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M的数据，则作a-$\frac{1}{M}$（填a-m、$a-\frac{1}{m}$）图象能更好的反应加速度与质量的关系
（3）如图2为某次实验得到的纸带（纸带上的点为实际打下的点），根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小a=3.19m/s²（结果保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力，需满足的条件是砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量，整体运动的加速度很小．
（2）在拉力一定的情况下，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M的数据，作出a-$\frac{1}{M}$ 图象更好的反应加速度与质量的关系；
（3）运用匀变速直线运动的公式△x=at²充分利用数据求解加速度．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，整体运动的加速度很小时，可认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力，需满足的条件是：砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量．
（2）在拉力一定的情况下，a与M的关系很可能是反比例关系，故作出a-$\frac{1}{M}$ 图象更好的反应加速度与质量的关系．
（3）采用两分法，结合匀变速直线运动的公式△x=at²求解加速度为：a=$\frac{7（.21+7.72）-（6.19+6.70）}{{（4×0.02）}^{2}}{×10}^{-2}$m/s²=3.19m/s²
故答案为：（1）砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量     （2）a-$\frac{1}{M}$     （3）3.19

点评 能够知道相邻的计数点之间的时间间隔．要注意单位的换算；解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．