Question

【题目】某同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．

①图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz，取纸带上每两个点为一个计数点A、B、C、D、E．根据纸带可求出小车的加速度大小 m/s2 ． （结果保留两位有效数字）
②在不改变小车质量的情况下，根据实验收集的数据作出的a‐F 图线如图丙所示，其中F为砝码及砝码盘的总重力大小．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮质量和细线与滑轮间的摩擦，已知在某一次实验中通过打出的纸带处理得小车的加速度为a，通过天平称得小车质量为M，砝码和砝码盘总质量为m，当地重力加速度为g，则图丙中F0的大小为（用已知物理量的字母表示）
③根据图（c）中作出的a‐F 图线，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议 ．

Answer 1

【答案】3.1；mg﹣（M+m）a；实验前应平衡摩擦力
【解析】解：（1）由图示可知，计数点间的时间间隔：t=0.02×2=0.04s，
由△x=at2可知，小车的加速度：a= = ≈3.1m/s2；（2）由图示图象可知，F0等于小车受到的摩擦力，
对系统，由牛顿第二定律得：mg﹣F0=（M+m）a，
解得：F0=mg﹣（M+m）a；（3）为减小实验误差，实验前应平衡摩擦力．
所以答案是：（1）3.1；（2）mg﹣（M+m）a；（3）实验前应平衡摩擦力．