Question

18．（1）在“探究加速度与质量的关系”的实验中①备有器材：A．长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细砂的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是天平

（2）实验得到如图（a）所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间距s₂和D、E间距s₄已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达为a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$．
（3）同学甲根据实验数据画出如图（b）所示a-$\frac{1}{m}$图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为0.02kg；（g取10m/s²）
（4）同学乙根据实验数据画出了图（c），从图线可知乙同学操作过程中可能末平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）本题需测量小车的质量，所以还需要天平；
（2）利用匀变速直线运动的推论，根据作差法求出加速度；
（3）根据牛顿第二定律可知，a-$\frac{1}{m}$图象的斜率等于砂和砂桶的总重力；
（4）观察图象可知当F＞0时，加速度仍为零，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．

解答 解：（1）本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平；
（2）根据逐差法得：s₄-s₂=2aT²，
解得：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$；
（3）根据牛顿第二定律可知，a=$\frac{1}{m}$F，则F即为a-$\frac{1}{m}$图象的斜率，
所以砂和砂桶的总重力F=m′g=k=$\frac{2.0}{10}$=0.2N，
解得：m′=$\frac{0.2}{10}$=0.02kg；
（4）由c图可知，图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．
故答案为：（1）天平；（2）a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$；（3）0.02；（4）末平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

点评 本题考查了实验器材、实验数据处理等问题，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能够运用逐差法求解加速度，知道图象的含义，难度适中．