Question

【題目】在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．

當M與m的大小關系滿足______ 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．

一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數據為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與______ 的圖象．

如圖，甲同學根據測量數據做出的圖線，說明實驗存在的問題是______ ．

乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的圖線，如圖所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？______ ．

已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出，利用圖2給出的數據可求出小車下滑的加速度 ______ 結果保留三位有效數字

Answer 1

【答案】 M>m; ; 平衡摩擦力時木板傾角過大； 兩小車及車上砝碼的總質量不同； ；

【解析】(1)以整體為研究對象有 ，解得，以M為研究對象有繩子的拉力

顯然要有，必有，故有，即只有時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力；

(2)根據牛頓第二定律，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a-M圖象；但，故a與成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作圖象；

(3)圖中沒有拉力時就產生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大．

(4)由圖可知在拉力相同的情況下，根據可得，即a-F圖象的斜率等于物體的質量，且故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同；

(5)每兩點之間還有4個點沒有標出，所以相鄰計數點間的時間間隔T=0.1s， 根據作差法得