Question

【題目】某同學設計了“探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系”實驗．圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得．

①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz，取紙帶上每兩個點為一個計數點A、B、C、D、E．根據紙帶可求出小車的加速度大小 m/s2 ． （結果保留兩位有效數字）
②在不改變小車質量的情況下，根據實驗收集的數據作出的a‐F 圖線如圖丙所示，其中F為砝碼及砝碼盤的總重力大小．若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計滑輪質量和細線與滑輪間的摩擦，已知在某一次實驗中通過打出的紙帶處理得小車的加速度為a，通過天平稱得小車質量為M，砝碼和砝碼盤總質量為m，當地重力加速度為g，則圖丙中F0的大小為（用已知物理量的字母表示）
③根據圖（c）中作出的a‐F 圖線，請寫出一條對提高本實驗結果準確程度有益的建議 ．

Answer 1

【答案】3.1；mg﹣（M+m）a；實驗前應平衡摩擦力
【解析】解：（1）由圖示可知，計數點間的時間間隔：t=0.02×2=0.04s，
由△x=at2可知，小車的加速度：a= = ≈3.1m/s2；（2）由圖示圖象可知，F0等于小車受到的摩擦力，
對系統，由牛頓第二定律得：mg﹣F0=（M+m）a，
解得：F0=mg﹣（M+m）a；（3）為減小實驗誤差，實驗前應平衡摩擦力．
所以答案是：（1）3.1；（2）mg﹣（M+m）a；（3）實驗前應平衡摩擦力．