Question

某小組“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤(pán)連接．
（1）該小組研究加速度和拉力關(guān)系時(shí)，得到的圖象將會(huì)是圖2中：

 

（2）圖3給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a=

 

m/s² （保留三位有效數(shù)字）．
（3）某同學(xué)在研究加速度和質(zhì)量關(guān)系時(shí)，記錄如表數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D4的坐標(biāo)紙中選擇合理的坐標(biāo)，描出相關(guān)圖線，并可以由圖線可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

 

．

次數(shù)	1	2	3	4	5
質(zhì)量m/g	200	300	400	500	600
加速度a/m˙s-2	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33

Answer 1

分析：1、該實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，當(dāng)有較小拉力時(shí)，物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，即加速度為零．
2、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
3、為研究a與m的關(guān)系，作a與

1

m

關(guān)系關(guān)系圖線．

解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，當(dāng)有較小拉力時(shí)，物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，即加速度為零．
所以得到的圖象在橫軸有截距，故選：B．
（2）由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，
設(shè)1到2之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=

x47-x14

9T2

=

0.0339+0.0388+0.0437-0.0288-0.0240-0.0189

0.09

m/s²=0.500m/s²
（3）為研究a與m的關(guān)系，作a與

1

m

關(guān)系關(guān)系圖線．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
質(zhì)量（g）	200	300	400	500	600
小車(chē)加速度（m/s2）	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33
質(zhì)量倒數(shù) （kg-1）	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67

?
可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）B
（2）0.500
（3）如圖，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比．

點(diǎn)評(píng)：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，尤其是理解平衡摩擦力的操作和要求的含義．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．