Question

【題目】如圖1所示，為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置，獲得了小車加速度a與沙及沙桶的質量及小車和砝碼的質量對應關系圖。沙桶和沙子的總質量為m1，小車和車上砝碼的總質量為m2，重力加速度為g。

（1）實驗中打點計時器所用電源的頻率為50Hz，打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝________ m/s2。（結果保留兩位有效數字）

（2）實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得，作出圖像，他可能作出圖2中________ (選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線。此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________________________________________。

（3）實驗時，某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的圖像，如圖3。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數=________，沙桶和沙子的總質量=________。(認為繩的拉力等于沙桶和沙子的總重力，忽略空氣阻力及細線與滑輪的摩擦）

Answer 1

【答案】0.88 丙 沒有滿足m1遠小于m2

【解析】

（1）根據紙帶可知，相鄰計數點的時間間隔為：T=0.1s，根據△x=aT2得：

（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現當有拉力時，物體不動的情況．故圖線為丙．
當不滿足m1＜＜m2時，隨m1的增大物體的加速度a逐漸減小，故圖象彎曲的原因是：沒有滿足m1遠小于m2．
（3）根據牛頓第二定律可知，m1g-μm2g=m2a；
結合a圖象，可得：，
設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，因此，則鉤碼的質量m1=，小車與木板間的動摩擦因數μ=．