Question

【題目】在探究加速度與力、質量的關系時，小王同學采用如圖裝置，如圖1中小車及砝碼的質量用M表示，沙桶及沙的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出．

（1）往沙桶中加入定量的沙子，當M與m的大小關系滿足_________時，可近似認為繩對小車的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在釋放小車__________選填“之前”或“之后”接通打點計時器的電源，在紙帶上打出系列的點．

（2）在平衡摩擦力后，他用打點計時器打出的紙帶的一段如圖2，該紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未標出，打點計時器使用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是____________ m/s2，當打點計時器打B點時小車的速度是______________m/s；結果均保留三位有效數(shù)字

（3）小張同學用同一裝置做實驗，他們倆在同一坐標系中畫出了a-F關系圖，如圖3，兩位同學的實驗中，______________選填“小張”或“小王”同學的小車及砝碼的質量大。

Answer 1

【答案】 之前 0.390 0.377 小王

【解析】

（1）[1][2]．假設小車的加速度為a，拉力為F
對沙桶及沙：

mg-F=ma

對小車：

F=Ma；

聯(lián)立得：

故只有在M＞＞m的情況下近似認為拉力等于mg。
由于人的反應時間有0.1s左右，故為提高打出的有效點的個數(shù)，應該先接通電源，待打點穩(wěn)定后再接通電源。

（2）[3][4]．紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，所以相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔是T=0.1s。根據(jù)逐差法求解加速度：

根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度得：

B點的速度

（3）[5]．根據(jù)F=ma可得，即a-F圖象的斜率倒數(shù)等于小車的質量，故兩人的實驗中小王的小車質量較大。