Question

某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示的裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的問題．
（1）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，已知小車的總質(zhì)量為M，沙和沙桶的總質(zhì)量為m，在

沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，平衡摩擦力后，在控制

小車的質(zhì)量

不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．

（2）在此實(shí)驗(yàn)中，此同學(xué)先接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，再放開紙帶，如圖2是在m=0.1kg，M=1kg情況下打出的一條紙帶，O為起點(diǎn)，A、B、C為過程中的三個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)沒有標(biāo)出，有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，其中h_A=42.05cm，h_B=51.55cm，h_C=62.00cm，h_D=73.40cm則小車的加速度為a=

0.95

m/s²，打B點(diǎn)時小車的速度為V_B=

1.0

 m/s．（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）在砂桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂桶受到的重力；實(shí)驗(yàn)要注意控制變量法的應(yīng)用．
（2）做勻變速運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度；
做勻變速運(yùn)動的物體在相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位于之差是定值，△x=at²，據(jù)此求出紙帶的加速度．

解答：解：（1）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件下，可以認(rèn)為繩對小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力；
探究加速度與合力的關(guān)系時，應(yīng)控制小車的質(zhì)量不變，改變拉力大小，看加速度與力之間有什么關(guān)系．
（2）相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個點(diǎn)沒有標(biāo)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s；小車做勻變速運(yùn)動，小車的加速度：
a=

xCD-xAB

2t2

=

0.7340-0.6200-(0.5155-0.4205)

2×(0.1)2

≈0.95m/s²，
打B點(diǎn)時小車的速度為V_B=

xAC

2t

=

0.6200-0.4205

2×0.1

≈1.0m/s；
故答案為：（1）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車的質(zhì)量；  （2）0.95，1.0．

點(diǎn)評：要知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，要會處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時速度．