题目

题型：不详难度：来源：

如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

小题1:图(b)为实验得到的纸带, 图中所示S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆已测出，已知交流电的频率为f，则求小车加速度的表达式为          ；
小题2:保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的 数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是      ；


小题3:保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，某同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是                ；
小题4:若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ. 实验中认为细绳对滑块拉力F等于砂和砂桶总重力，则要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有                                                            ；实验测得的动摩擦因数μ比真实值         （填“偏大”或“偏小”）.

答案

小题1:略
小题2:图略（2分）         a＝1/(2m)
小题3:实验前未平衡摩擦力 
小题4:砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度；（2分）    偏大

解析

小题1:从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量△x，根据△x=aT²得，
a=
小题2:以a-1/m为纵横坐标描点，画出一条平滑的曲线

小题3:图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
小题4:根据牛顿第二定律有mg -μMgcosθ=Ma，可知只要求出砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度即可，
因为，其中只有绳子拉力看成等于钩码的重力时，数值大于真实值，所以测量结果偏大。