Question

12．为了探究加速度与力、质量的关系小明用如图甲所示的装置进行实验：
（1）打出的一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的A点起，每五个点取一个计数点，测量出各点到A点的距离标在纸带上各点的下方，则小车运动的加速度为0.42m/s²．

（2）实验前由于疏忽，小明遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图线，可能是丙图中的1图线（选填“1”、“2”、“3”）
（3）调整正确后，他作出的a-F图线末端明显偏离直线，如果已知小车质量为m，某次所挂钩码质量为M，重力加速度为g，则丁图中坐标a′（加速度的实际值）应为$\frac{Mg}{M+m}$．

Answer 1

分析 （1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小；
（2）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况；
（3）没有偏离直线时，可以用砝码的总重力代替小车受到的合力，根据牛顿第二定律求出a₁，偏离直线后，把砝码以及小车看成一个整体，根据牛顿第二定律求出a₂．

解答 解：（1）每五个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{5.68-2.00-2.00}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$=0.42m/s²．
（2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，即F≠0时，a=0．
故图线为：1，
（3）没有偏离直线时，可以用砝码盘和砝码的总重力代替小车受到的合力，根据牛顿第二定律得：
a₁=$\frac{Mg}{m}$，
偏离直线后，把砝码以及小车看成一个整体，根据牛顿第二定律求出a₂=$\frac{Mg}{M+m}$．
故答案为：（1）0.42；（2）1； （3）$\frac{Mg}{M+m}$．

点评 根据所学物理知识和实验装置的特点明确实验原理是解答该实验的关键，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．