運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：12探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

F=qE

探究加速度與力、

質(zhì)量的關(guān)系運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。(已知小車的質(zhì)量為M，小車中的砝碼質(zhì)量為m，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和為m)(1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。間隔均勻

平衡好小車所受的阻力，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)間隔基本相等；解析(1)①圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。(已知小車的質(zhì)量為M，小車中的砝碼質(zhì)量為m，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和為m)

根據(jù)牛頓第二定律可知：

移項(xiàng)可得：

解析(1)⑥與m為一次函數(shù)關(guān)系，是線性關(guān)系。

線性

聯(lián)立解得：(2)完成下列填空：①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是__________________。遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量根據(jù)牛頓第二定律可知：

由式子可知：要保證小車所受的拉力在M改變時(shí)也認(rèn)為近似不變，近似為0

M+m解析(2)①

換算后代入上式中，得

②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=_______。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。解析(2)②24.2mm47.2mm1.15由牛頓第二定律可得：

移項(xiàng)得：

結(jié)合圖像可知：

③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_(kāi)__________，小車的質(zhì)量為_(kāi)__________。解析(2)③結(jié)小01本實(shí)驗(yàn)為什么要平衡摩擦力？平衡摩擦力時(shí)，為何不將沙桶用細(xì)線繞過(guò)定滑輪系在小車上？小車后面應(yīng)固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器？因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)我們把小車所受的拉力視為小車所受的合外力，而小車實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)是拖著紙帶的，不可避免要受到摩擦力的作用，必須去掉摩擦力的影響。對(duì)小車由牛頓第二定律得：

這就要求：

結(jié)小02小車釋放前為什么應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后釋放小車？第一、必須讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定；第二、因?yàn)槿说姆磻?yīng)時(shí)間內(nèi)小車已運(yùn)動(dòng)到另一端了或紙帶上打下的點(diǎn)很少。結(jié)小03實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測(cè)量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)出a－F關(guān)系圖線，如圖所示。試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是

；圖線上部彎曲的原因是:

。沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠未滿足鉤碼（或砂和砂桶）質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量由a-F圖像可知，當(dāng)加速度為0時(shí)，外力F≠0，圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠。小車的加速度實(shí)際是：

開(kāi)始