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4.某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”实验.如图1所示为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细沙的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.电源频率50Hz.

(1)平衡摩擦力后,可认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力,需满足的条件是砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量.
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持细沙和小桶质量不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M的数据,则作a-$\frac{1}{M}$(填a-m、$a-\frac{1}{m}$)图象能更好的反应加速度与质量的关系
(3)如图2为某次实验得到的纸带(纸带上的点为实际打下的点),根据图中的纸带和相关数据可求出小车的加速度大小a=3.19m/s2(结果保留3位有效数字)

分析 (1)认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力,需满足的条件是砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量,整体运动的加速度很小.
(2)在拉力一定的情况下,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M的数据,作出a-$\frac{1}{M}$ 图象更好的反应加速度与质量的关系;
(3)运用匀变速直线运动的公式△x=at2充分利用数据求解加速度.

解答 解:(1)平衡摩擦力后,整体运动的加速度很小时,可认为细绳对小车的拉力F等于细沙和小桶的总重力,需满足的条件是:砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量.
(2)在拉力一定的情况下,a与M的关系很可能是反比例关系,故作出a-$\frac{1}{M}$ 图象更好的反应加速度与质量的关系.
(3)采用两分法,结合匀变速直线运动的公式△x=at2求解加速度为:a=$\frac{7(.21+7.72)-(6.19+6.70)}{{(4×0.02)}^{2}}{×10}^{-2}$m/s2=3.19m/s2
故答案为:(1)砝码和小桶的总质量远小于小车的总质量     (2)a-$\frac{1}{M}$     (3)3.19

点评 能够知道相邻的计数点之间的时间间隔.要注意单位的换算;解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚.

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