Question

“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．

（1）实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，则应满足的条件是：小吊盘和盘中物块的质量之和

 

小车和砝码的总质量．（填“接近于”、“远大于”或“远小于”）
（2）某同学在实验中．打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中s₁=7.06cm、s₂=7.68cm、s₃=8.30cm、s₄=8.92cm，那么打b点的瞬时速度大小是

 

m/s；纸带加速度的大小是

 

m/s²（计算结果保留两位有效数字）．

（3）某同学将长木板右端适当垫高，其目的是

 

．但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大．用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力．他绘出的a-F关系图象是

 

Answer 1

分析：1、在小吊盘和盘中物块质量之和远小于小车和砝码总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块的重力．
2、纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
3、实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，如果木板垫起的太高，过平衡摩擦力，小车重力平行于木板方向的分力大于小车受到的摩擦力，在不施加拉力时，小车已经有加速度，a-F图象不过坐标原点，在a轴上有截距．

解答：解：（1）为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，则应满足的条件是：小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的总质量．
（2）利用匀变速直线运动的推论
v_b=

xac

tac

=

(0.0706+0.0768)m

2×0.1s

=0.74m/s
根据运动学公式△x=at²得：
a=

△x

t2

=

0.0768-0.0706

0．12

m/s²=0.62m/s²
（3）将长木板右端适当垫高，其目的是平衡摩擦力；把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大，小车所受重力平行于木板的分力大于小车受到的摩擦力，小车受到的合力大于细线的拉力，在小车不受力时，小车已经具有一定的加速度，a-F图象不过原点，在a轴上有截距，因此他绘出的a-F关系图象是C．
故答案为：（1）远小于；（2）0.74，0.62；（3）平衡摩擦力，C．

点评：要知道验证牛顿第二定律实验的注意事项，要会处理实验数据，能根据打出的纸带求出物体的加速度、物体的瞬时速度．要掌握应用图象法处理实验数据的方法．