Question

13．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖．（交流電的頻率為50Hz）
（1）圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為1.3m/s²；
（2）保持小盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)的加速度a與小車(chē)質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的$\frac{1}{m}$的數(shù)據(jù)如表：

a/（m•s-2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
$\frac{1}{m}$/kg-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

請(qǐng)?jiān)谌鐖D丙所示的坐標(biāo)紙中畫(huà)出a-$\frac{1}{m}$的圖象
（3）為了用細(xì)線的拉力表示小車(chē)受到的合外力，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須首先平衡摩擦力．該操作是否成功判斷的依據(jù)是打出的紙帶點(diǎn)跡均勻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)逐差法△x=aT²可求出物體的加速度．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法畫(huà)出圖象．
（3）探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車(chē)在無(wú)拉力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西，當(dāng)小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡摩擦力完畢．

解答 解：（1）由于交流電的頻率為50Hz，故打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，所以每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)=0.04s，利用逐差法△x=aT²可得
（x₃+x₄）-（x₁+x₂）=4aT²
則a=$\frac{0.0772+0.0721-0.067-0.0619}{0.0{4}^{2}}$=1.3m/s²
（2）根據(jù)圖表在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，然后用一條直線將這些點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)連接起來(lái)，圖象如圖所示；
（3）實(shí)驗(yàn)首先要平衡摩擦力，使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力，若打出的紙帶點(diǎn)跡均勻，則小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平衡摩擦力成功．
故答案為：（1）1.3；（2）如圖所示；（3）平衡摩擦力；打出的紙帶點(diǎn)跡均勻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析，知道實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車(chē)受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過(guò)平衡摩擦力，小車(chē)受到的合力不等于鉤碼的重力．