Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究小車在均勻長(zhǎng)木板上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

(1)在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，圖乙中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，由圖中數(shù)據(jù)可求得：小車的加速度為________m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

(2)若用該實(shí)驗(yàn)裝置“探究a與F、M之間的關(guān)系”，小車質(zhì)量為M，要用鉤碼(質(zhì)量用m表示)的重力表示小車所受的細(xì)線拉力，需滿足_______________________________________。

（3）滿足此條件做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到一系列加速度a與合外力F的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-F關(guān)系圖象，如圖丙所示，若不計(jì)滑輪摩擦及紙帶阻力的影響，由圖象可知，實(shí)驗(yàn)操作中不當(dāng)之處為______________。

（4）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和鉤碼之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器用來(lái)測(cè)量拉力F，如圖丁所示，從理論上分析，是否還需要滿足（2）問(wèn)中的條件___________（填“是”或者“否”）。與（3）問(wèn)中所做的圖像對(duì)比，該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將_________(填“變大”“變小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】0.48m/s Mm 沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 否 變大

【解析】

(1)[1]由于每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔

t=0.02×5=0.1s

由逐差法得

(2)[2]根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m：

對(duì)M：

解得

由此可知當(dāng)時(shí)，即當(dāng)鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力；

(3)[3]當(dāng)有拉力時(shí)，物體加速度仍為零，可知：沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

(4)[4]由于有拉力傳感器，所以不需要滿足鉤碼的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；

[5]根據(jù)牛頓第二定律得，知圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．掛重物時(shí)，

圖線的斜率表示系統(tǒng)質(zhì)量的倒數(shù)，用力傳感器時(shí)，加速度，圖線的斜率表示小車質(zhì)量M的倒數(shù)，可知圖線的斜率變大