Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖所示的裝置,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為 50Hz。

（1）.該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn),如圖所示,相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為 10.0mm、12.0mm、14.0 mm、16.0 mm、18.0 mm,則打 E點(diǎn)時(shí)小車的速度為_____m/s, 小車的加速度為______。

（2）該同學(xué)要探究小車的加速度和質(zhì)量 M的關(guān)系,應(yīng)該保持拉力不變;得到多組數(shù)據(jù)后他應(yīng)描繪的圖象

是________(填a-M還是a-)

（3）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了 a-F 圖象,如圖所示,則此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是_____________。

Answer 1

【答案】0.85m/s 5.0m/s2 不滿足砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M

【解析】

紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度。本實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，還需滿足砝碼和砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。

（1）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得出：

小車的加速度

（2）根據(jù)牛頓第二定律得，。若控制外力F不變，則，以a為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，建立的圖像，理論上應(yīng)為一條過原點(diǎn)的傾斜的直線。

（3）圖像彎曲是因?yàn)槲礉M足砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M。

因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第二定律：以砝碼和砝碼盤為對(duì)象得

以小車為研究對(duì)象得：

聯(lián)立解得：，且

所以，若，則，，圖像就不會(huì)彎曲。

故本題的答案為：（1）0.85m/s；5.0m/s2 （2） （3）未滿足砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M