Question

13．某实验小组利用如图所示的装置来探究“质量一定时物体的加速度与力之间的关系”．实验中认为绳子拉力等于小桶及桶中物体的总重量，已知小车质量约300g，交流电频率50Hz．
（1）小组同学按图甲所示安装好装置后，将轨道右端适当垫起，来平衡阻力．请指出不合理之处平衡摩擦力时不能挂着小桶、砝码．正确操作后，小组同学在小桶里加适当的物体，拉动小车加速运动．在小桶里逐渐增加物体改变拉力大小，所加物体应选用如图乙中的砝码（填实物名称）．
（3）某次实验打出了一条纸带如图丙所示．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离（单位cm）．该次实验小车的加速度a=0.16m/s²．（结果保留两位有效数字）
（4）以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，根据测得数据画出a-F图线，发现图象是一条过原点的直线，由此得到的实验结论是在实验误差范围内，质量一定时，加速度与力成正比．

Answer 1

分析 实验中认为绳子的拉力等于小车的合力，平衡摩擦力时不能挂着小桶、砝码．根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，结合a-F图线得出加速度与力的关系．

解答 解：（1）平衡摩擦力时不能挂着小桶、砝码，应该让小车拖着纸带运动．在小桶里加适当的物体，拉动小车加速运动．在小桶里逐渐增加物体改变拉力大小，所加物体应选用如图乙中的砝码．
（2）根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{34}+{x}_{45}-{x}_{12}-{x}_{23}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（3.83+3.99-3.52-3.68）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=0.16m/s²．
（3）a-F图线为过原点的倾斜直线，可知在实验误差范围内，质量一定时，加速度与力成正比
故答案为：（1）平衡摩擦力时不能挂着小桶，砝码
（2）0.16．
（3）在实验误差范围内，质量一定时，加速度与力成正比．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，以及知道实验中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．