Question

20．用图甲所示的装置做“探究加速度与质量的关系”的实验

（1）为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板远离（填“远离”或“靠近”）滑轮的一端下面垫一块木板的位置，反复移动木板的位置，直至小车未挂砂桶时在长木板上做匀速直线运动
（2）保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度，某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器所接电源的频率为50Hz），这个加速度的大小a=0.80m/s²（结果保留两位有效数字
（3）某同学吧实验得到的几组数据画成图丙所示的a-m图象，为了更直观地描述小车的加速度与其质量的关系，请你根据他的图象选择合适的标度在图丁中画出a-$\frac{1}{m}$图象．

Answer 1

分析 （1）验证牛顿第二定律实验时，要平衡摩擦力，在长木板远离定滑轮的一端垫上木块，当小车在长木板上做匀速直线运动时，恰好平衡摩擦力；
（2）根据匀变速直线运动的推论△x=at²可以求出小车的加速度；
（3）根据图丙所示实验数据，在图丁中描出对应的点，然后作出图象．

解答 解：（1）为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做匀速直线运动．
（2）由乙图所示纸带可知，计数点间的时间间隔为：t=0.02s×5=0.1s，
加速度为：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{3.53-1.93}{2×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s²=0.8 m/s²；
（3）根据丙图所示图象实验数据，在丁图所示坐标系中描出对应点，然后作出a-$\frac{1}{m}$ 图象，图象如图所示．
故答案为：（1）远离；匀速直线；（2）0.8；（3）如上图所示．

点评 本题考查了验证牛顿第二定律实验的基础知识，有平衡摩擦力的方法、图象的处理等．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，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．