题目内容
8．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图1所示．已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.8g，所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz．其实验步骤是：A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．
回答以下问题：
①按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”））．
②实验中打出的其中一条纸带如图2所示，由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2．
③某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
| 次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 砝码盘中砝 码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
| 小车的加速度a/m•s-2 | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
分析 ①根据小车做匀速运动列出方程，对合外力进行分析即可求解；②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据逐差法求解加速度；
②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据逐差法求加速度；
③由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，通过对小车受力分析即可求解；
解答 解：①当物体小车匀速下滑时有$mgsinθ=f+（m+{m}_{0}^{\;}）g$
当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为$（m+{m}_{0}^{\;}）g$，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，
故答案为：否
②在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移之差为常数，即$△x=a{T}_{\;}^{2}$
由纸带知$（7.75+8.64）×1{0}_{\;}^{-2}-（6.00+6.87）×1{0}_{\;}^{-2}$=$4a×0．{1}_{\;}^{2}$
解得：$a=0.88m/{s}_{\;}^{2}$
③由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力，根据数学函数关系可知该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，横坐标一格表示0.02N，所以交点的大小为0.08N
故答案为：①否 ②0.88 ③未计入砝码盘的重力 砝码盘的重力大小 0.08N
点评 解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解决物理问题的能力．
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16．某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验：
（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示?
①根据表中的数据，在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出图象?
②由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比?
③物体受到的合力大约为0.15N?（结果保留两位有效数字）
（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2.0kg．（保留两位有效数字）
（1）甲同学在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示?
| 实验次数 | 物体质量m（kg） | 物体的加速度a（m/s2） | 物体质量的倒数1/m（1/kg） |
| 1 | 0.20 | 0.78 | 5.00 |
| 2 | 0.40 | 0.38 | 2.50 |
| 3 | 0.60 | 0.25 | 1.67 |
| 4 | 0.80 | 0.20 | 1.25 |
| 5 | 1.00 | 0.16 | 1.00 |
②由a-$\frac{1}{m}$图象，你得出的结论为在物体所受合力不变的情况下，物体的加速度与质量成反比?
③物体受到的合力大约为0.15N?（结果保留两位有效数字）
（2）乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出的a-F图象如图2所示，则该图象中图线不过原点的原因是：平衡摩擦力太过，小车的质量为2.0kg．（保留两位有效数字）
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