Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在探究“加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，所使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電源頻率是50Hz，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；

B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；

C.取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)，記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m；

D.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，由紙帶求得小車(chē)的加速度a；

E.重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)，改變砝碼盤(pán)中砝碼質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟，求得小車(chē)在不同合外力F作用下的加速度。

(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量_____ (填“是”或“否”)；

(2)實(shí)驗(yàn)打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可測(cè)得小車(chē)的加速度是_____m/s2；

(3)某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格，如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
砝碼盤(pán)中的砝碼總重力F/N	0.10	0.20	0.29	0.39	0.49
小車(chē)加速度a/m/s2.	0.88	1.44	1.84	2.38	2.89

他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F圖象如圖所示，造成圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的主要原因是_________，從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_______________，其大小是____________。

Answer 1

【答案】 否 1.44 未考慮砝碼盤(pán)的重力 砝碼盤(pán)的重力 0.78N（0.76-0.79N）

【解析】（1）當(dāng)小車(chē)勻速下滑時(shí)有：Mgsinθ=f+（m+m0）g，M為小車(chē)的質(zhì)量，m0為砝碼盤(pán)的質(zhì)量，
當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)后，放開(kāi)小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此其合外力為F=Mgsinθ-f=（m+m0）g，由此可知該實(shí)驗(yàn)中不需要砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．
（2）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差為常數(shù)，即△x=aT2，將△x=1.44cm=0.0144m，T=0.1s帶入解得：a=1.44m/s2．
（3）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，這說(shuō)明在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力、砝碼盤(pán)的重力，根據(jù)數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系可知該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是砝碼盤(pán)的重力大小，橫坐標(biāo)一格表示0.02N，所以交點(diǎn)的大小為0.08N．