Question

12．“探究加速度与力的关系”实验装置如图1所示．
（1）为减小实验误差，砂桶总质量应远小于小车总质量．
（2）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示，计时器打点频率为50Hz．一次操作中得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图2所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为0.85m/s，小车的加速度大小为5m/s²．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，知道实验中将砂桶的重力视为小车的拉；
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度

解答 解：（1）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，则绳子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故当M＞＞m时，F=mg，所以应砂桶质量远小于小车的总质量；
（2）由题意可知，AB=10.0mm=0.010m；BC=12.0mm=0.0120m、CD=14.0mm=0.0140m、DE=16.0mm=0.0160m、EF=18.0mm=0.0180m；
利用匀变速直线运动的推论得出：
v_E=$\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{0.016+0.018}{2×0.02}$=0.85m/s．
由给出的数据可知△x=2mm=0.002m，
位移之差为根据a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$可得：
a=$\frac{0.002}{0.0{2}^{2}}$=5m/s²；
故答案为：（1）远小于；（2）0.85，5．

点评 本题考查“探究加速度与力的关系”的实验，要注意明确实验原理，知道实验中数据处理的基本方法，注意在计算中要进行单位的换算