Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小王同學(xué)采用如圖裝置，如圖1中小車及砝碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出．

（1）往沙桶中加入定量的沙子，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_________時(shí)，可近似認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在釋放小車__________選填“之前”或“之后”接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出系列的點(diǎn)．

（2）在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖2，該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是____________ m/s2，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度是______________m/s；結(jié)果均保留三位有效數(shù)字

（3）小張同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，他們倆在同一坐標(biāo)系中畫出了a-F關(guān)系圖，如圖3，兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，______________選填“小張”或“小王”同學(xué)的小車及砝碼的質(zhì)量大。

Answer 1

【答案】 之前 0.390 0.377 小王

【解析】

（1）[1][2]．假設(shè)小車的加速度為a，拉力為F
對(duì)沙桶及沙：

mg-F=ma

對(duì)小車：

F=Ma；

聯(lián)立得：

故只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg。
由于人的反應(yīng)時(shí)間有0.1s左右，故為提高打出的有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)，應(yīng)該先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再接通電源。

（2）[3][4]．紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是T=0.1s。根據(jù)逐差法求解加速度：

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度得：

B點(diǎn)的速度

（3）[5]．根據(jù)F=ma可得，即a-F圖象的斜率倒數(shù)等于小車的質(zhì)量，故兩人的實(shí)驗(yàn)中小王的小車質(zhì)量較大。