Question

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系：

（1）該同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)操作后，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都在坐標(biāo)系中進(jìn)行了描點(diǎn)，但尚未完成圖像的繪制（如圖乙所示）。請幫助該同學(xué)畫出a-F圖像。

（______）

根據(jù)所完成的a-F圖像，分析得出造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角______（選填“偏大”或“偏小”）。

（2）重新平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車在運(yùn)動過程中所受的拉力___沙和沙桶的總重力（填“大于”“小于”或“等于”），為了便于探究，我們近似認(rèn)為拉力等于沙和沙桶的總重力，應(yīng)使小車質(zhì)量M與沙和沙桶的總質(zhì)量m滿足M>>m的條件。

（3）由實(shí)驗(yàn)得到如圖丙所示的紙帶，已知打點(diǎn)計時器所使用的電源頻率為50Hz。小車的加速度a=_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 偏大 小于 2.5

【解析】

(1)[1]a-F圖像如圖所示：

[2]圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F為零時，加速度不為零，知實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力過度，即在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角偏大；

(2)[3]對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得：

，

則繩子的拉力為：

，

所以實(shí)際小車在運(yùn)動過程中所受的拉力小于砝碼和盤的總重力；

(3)[4]編號如圖

則相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為

T=0.1s，

根據(jù)公式可得

代入數(shù)據(jù)可得

。