Question

（9分）用如圖所示的裝置做實驗，研究“在物體質量不變時，其加速度與合外力的關系”。

（1）實驗中用打點計時器在紙帶上打出一系列點跡如圖，相鄰點跡之間的時間間隔均為T，則物塊的加速度a=                                      ；

（2）若用鉤碼m的重力表示小車M所受的合外力，需滿足          ，滿足此條件做實驗時，得到一系列加速度a與合外力F的對應數據，畫出a-F關系圖象，如圖所示，由圖象可知，實驗操作中不當之處為           ；小車的質量為            kg;  

（3）若實驗操作過程正確，將小車和鉤碼作為整體進行研究，用鉤碼的重力表示合外力，此時（填“有”、“無”）系統誤差。

 

Answer 1

【答案】

（1）[( x₆+ x₅+ x₄)-( x₃+ x₂+ x₁)]/9T²   （2）M>>m  滑板傾角過大  m=4kg （3）無系統誤差

【解析】

試題分析：（1）為了盡量減小實驗誤差，有a₁=(x₆-x₃)/3T²，a₂=(x₅-x₂)/3T₂，a₃=(x₄-x₁)/3T₂，而a=( a₁+ a₂+ a₃)/3=[( x₆+ x₅+ x₄)-( x₃+ x₂+ x₁)]/9T²；（2）據mg=(m+M)a，有a=mg/(M+m) 當M>>m時有a= mg/M；由圖像可知，當F=0時加速度為a=0.5m/s²,說明滑板傾角過大；由圖可知，當F=0時有：G_X-f=ma=0.5m；當F+ G_X-f=ma^’即1+ G_X-f=m,經過計算可得m=4kg。（3）將鉤碼和小車當做一個整體，則有mg=(m+M)a,由此式可知，不管m怎么變，整體的加速度都為，得a=mg/(m+M)，即無系統誤差。

考點：本題考查對“在物體質量不變時，其加速度與合外力的關系”的實驗。