Question

【題目】光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)儀器．當(dāng)有物體從光電門通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出），間距為．小車上固定著用于擋光的窄片K，測(cè)得其寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2．

（1）該實(shí)驗(yàn)中，在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí)，需保持M m（填＞或＜或=或＞＞或＜＜）,這樣做的目的是 ；

（2）用測(cè)得的物理量x、d、t1和t2計(jì)算加速度的表達(dá)式為a = ；

（3）某位同學(xué)經(jīng)過(guò)測(cè)量、計(jì)算得到如下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出小車加速度與所受合外力的關(guān)系圖像．

組別	1	2	3	4	5	6	7
M/kg	0．58	0．58	0．58	0．58	0．58	0．58	0．58
F/N	0．10	0．15	0．20	0．25	0．30	0．35	0．40
a/m·s-2	0．13	0．17	0．26	0．34	0．43	0．51	0．59

（4）由圖象可以看出，該實(shí)驗(yàn)存在著較大的誤差，產(chǎn)生誤差的主要原因是： ．

Answer 1

【答案】（1）＞＞； 讓小車所受合外力大小等于（或約等于）mg。

（2）（3）見(jiàn)解析圖。

（4）木板傾角偏小（或末完全平衡摩擦力）

【解析】試題分析：（1）設(shè)小車的質(zhì)量為M，沙桶的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m：mg-F拉=ma

對(duì)M：F拉=Ma

解得：

當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)沙桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于沙桶的總重力．這樣做的目的是小車所受合外力大小等于（或約等于）mg．

（2）， ，

加速度的表達(dá)式為．

（3）如下圖

（4）從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒(méi)過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說(shuō)明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．