Question

【题目】某实验小组设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示已知小车质量M＝250g，砝码盘的质量记为m0，所使用的打点计时器交流电频率f＝50Hz．其实验步骤是：

a．按图中所示安装好实验装置；

b．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；

c．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；

d．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；

e．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复2～4步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度。回答下列问题：

（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_____（填“是”或“否”）

（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝_____m/s2．（保留二位有效数字）

（3）某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，

次数	1	2	3	4	5
砝码盘中砝码的重力F/N	0.10	0.20	0.29	0.39	0.49
小车的加速度a（m/s2）	0.88	1.44	1.84	2.38	2.89

他根据表中的数据画出a﹣F图象（如图）。造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是_____。

Answer 1

【答案】（1）否； （2）0.88； （3）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力。

【解析】

（1）当物体小车匀速下滑时有：mgsinθ＝f+（m+m0）g，当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为（m+m0）g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。

（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即△x＝aT2，根据逐差法可知，加速度：

（3）由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，说明小车所受合力大于砝码的重力，可能是计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力；