Question

【題目】在探究加速度與力、質量的關系時，小車及鉤碼的質量用M表示，砂桶及砂的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出。

（1）往砂桶中加入一定量的砂子，當M與m的大小關系滿足_______時，可近似認為繩對小車的拉力大小等于砂桶和砂的重力；在釋放小車________（填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點。

（2）在平衡摩擦力后，用打點計時器打出的紙帶的一段如圖所示，該紙帶上相鄰兩個計數點間還有4個點未標出，所用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是______m/s2，當打點計時器打E點時小車的速度大小是_______m/s．（結果保留三位有效數字）

（3）我的死黨用同一裝置做實驗，我倆在同一坐標系中畫出了a-F關系圖如圖所示，我們做實驗，哪一個物理量是不同的_________。

Answer 1

【答案】 m遠小于M 之前 1.93 1.39 M

【解析】（1）以整體為研究對象有，解得，以M為研究對象有繩子的拉力，顯然要有必有，故有，即只有時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

（2）相鄰計數點間的時間間隔為，根據勻變速直線運動的中間時刻推論可得打點計時器打下E點時小車的速度大小：，由勻變速直線運動的推論可知小車運動過程中的加速度大小，解得．

（3）根據牛頓第二定律可得，即，圖像的的斜率表示小車及鉤碼的質量的倒數，從圖中兩者的斜率不同，所以兩者做實驗時小車及鉤碼的質量M不同．