Question

【題目】用圖所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。先平衡摩擦力，且已測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為M，砝碼和托盤(pán)的質(zhì)量為m，滿(mǎn)足m<<M，可以認(rèn)為砝碼和托盤(pán)的重力等于小車(chē)所受拉力，記為F。接通電源，釋放小車(chē)，使小車(chē)沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)。根據(jù)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離求出加速度a。保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小車(chē)所受拉力記為F1、F2、F3、F4、F5，對(duì)應(yīng)的加速度記為a1、a2、a3、a4、a5。以加速度a為縱軸、小車(chē)所受拉力F為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖所示。

根據(jù)上述條件，回答以下問(wèn)題：

（1）小車(chē)受到拉力為F2時(shí)，打出的一條清晰紙帶如圖所示。找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)0，然后每隔相同的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別記為1、2、3、4，用刻度尺測(cè)量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1、x2、x3、x4。則小車(chē)的加速度大小可表示為a=________________。根據(jù)紙帶還可以求出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)1時(shí)，小車(chē)的速度大小為v1=_______。

（2）根據(jù)圖中已標(biāo)出加速度a1、a3、a4、a5對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，畫(huà)出a-F圖像_______。得出加速度與物體受力的關(guān)系是_______________________

（3）另一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘記了平衡摩擦力，繪制出a-F圖線(xiàn)如圖所示。該圖線(xiàn)的斜率為k，縱軸截距的絕對(duì)值為b。由此可知：小車(chē)的質(zhì)量為______，小車(chē)所受摩擦力大小為______。

Answer 1

【答案】； ； aF圖象如圖：； 物體質(zhì)量一定，物體的加速度與合外力成正比； ；

【解析】

（1）[1]根據(jù)△x=aT2，則x3-x1=2aT2，x4-x2=2aT2，

聯(lián)立可得：；

[2]根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間的平均速度，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)1時(shí)，小車(chē)的速度大小為：；

（2）[3]畫(huà)出aF圖象如圖；

[4]由圖像可得：物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與合外力成正比；

（3）[5]根據(jù)Ff=ma，解得，則，

解得；

[6] 根據(jù)Ff=ma，解得，則，

解得