Question

【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置探究加速度與力的關系：

（1）該同學完成實驗操作后，將實驗數據都在坐標系中進行了描點，但尚未完成圖像的繪制（如圖乙所示）。請幫助該同學畫出a-F圖像。

（______）

根據所完成的a-F圖像，分析得出造成這一結果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角______（選填“偏大”或“偏小”）。

（2）重新平衡摩擦力后進行實驗，實際小車在運動過程中所受的拉力___沙和沙桶的總重力（填“大于”“小于”或“等于”），為了便于探究，我們近似認為拉力等于沙和沙桶的總重力，應使小車質量M與沙和沙桶的總質量m滿足M>>m的條件。

（3）由實驗得到如圖丙所示的紙帶，已知打點計時器所使用的電源頻率為50Hz。小車的加速度a=_____m/s2。（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 偏大 小于 2.5

【解析】

(1)[1]a-F圖像如圖所示：

[2]圖線不通過坐標原點，F為零時，加速度不為零，知實驗前平衡摩擦力過度，即在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角偏大；

(2)[3]對整體分析，根據牛頓第二定律得：

，

則繩子的拉力為：

，

所以實際小車在運動過程中所受的拉力小于砝碼和盤的總重力；

(3)[4]編號如圖

則相鄰計數點之間的時間間隔為

T=0.1s，

根據公式可得

代入數據可得

。