Question

【題目】用如圖甲所示的實驗裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，將一端帶定滑輪的長木板放在水平桌面上，實驗小車通過輕細(xì)線滑輪跨過定滑輪與砂筒相連，小車與紙帶相連，打點計時器所用交流電的頻率為f=50Hz。在保持沙桶及沙的總質(zhì)量不變的情況下，放開砂桶，小車加速運動，處理紙帶得到小車運動的加速度為a。改變小車上鉤碼的質(zhì)量，重做多次實驗，分析紙帶，作上圖獲取a與m的關(guān)系。

（1）某次得到圖乙所示紙帶。紙帶上相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，由紙帶數(shù)據(jù)計算加速度為_________m/s2。（保留3位有效數(shù)字）

（2）以上實驗操作前，_________ （填“需要”或“不需要”）墊高木板打點計時器一端以平衡小車摩擦力；_________（填“需要”或“不需要”）滿足沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上鉤碼總質(zhì)量。

Answer 1

【答案】2.00 需要 需要

【解析】

（1）[1]相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出，則兩計數(shù)點間時間間隔為T=0.1s，根據(jù)

得小車運動的加速度為

代入數(shù)據(jù)解得

（2）[2]為保證細(xì)線的拉力等于小車所受的合力，故在實驗前需要墊高木板打點計時器一端以平衡小車摩擦力；

[3]對沙和沙桶分析，根據(jù)牛頓第二定律，有

對小車分析，根據(jù)牛頓第二定律有

聯(lián)立解得

由上式可知當(dāng)時，所以為了讓小車所受力的拉力等于沙和沙桶的總重力，故需要滿足沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和車上鉤碼總質(zhì)量。