Question

【题目】在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

（1）当M与m的大小关系满足_____时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

（2）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是_____．

（3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？_____．

（4）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_____．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】 （1）M>>m； （2）平衡摩擦力过度； （3）两车及车上砝码的总质量不同； （4）1.58m/s2.

【解析】(1)以整体为研究对象有mg=(m+M)a，解得： ，

以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma= ，

显然要有F=mg必有m+M=M，故有M>>m，即只有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。

(2) 图中没有拉力时就有加速度，是由于实验前平衡摩擦力多度造成的。

(3) 根据牛顿第二定律F=Ma， ，a与F成正比，斜率是质量的倒数，两同学做出的a-F图像斜率不同，说明两次试验时两车及车上砝码的总质量不同；

（4）每相邻两个计数点间还有4个点未画出，相邻两个计数点间时间间隔为0.1s，根据，利用逐差法：