某实验小组采用如图1所示的装置探究小车的加速度与所受合力的关系.

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  • 解题思路:运用控制变量法探究加速度与力和力的关系.根据牛顿第二定律分析“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件.根据原理分析图线不经过原点和曲线上部出现弯曲现象的原因.

    ①安装实验装置时,应调整定滑轮的高度,使拉小车的细线在实验过程中保持与长木板平行,保证细线的拉力等于小车的合力.

    ②实验时先不挂砂桶,反复调整垫木的位置,轻推小车,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡摩擦力.

    ③交流电的频率为50Hz,每隔0.02s打一个点,则AB两计数点间的时间间隔为T=0.1s.在连续相等时间内的位移之差是一恒量,知△x=0.46cm,则加速度a=[△x

    T2=

    0.46×10−2/0.01m/s2=0.46m/s2.

    ④曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.

    ⑤对整体分析,整体的加速度a=

    mg

    M+m],则绳子的拉力F=Ma=[M/M+mmg.若要使|

    mg−F

    mg]|<10%,即F>

    9

    10mg,解得m<

    1

    9M.

    故答案为:①长木板;

    ②平衡摩擦力;

    ③0.1s; 0.46m/s2

    ④砂和砂桶质量较大,没满足砂和砂桶质量远小于小车质量的条件;

    ⑤F=

    M

    M+mmg,m<

    1

    9M.

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 对于实验问题一定要明确实验原理,并且亲自动手实验,知道实验注意的事项,熟练应用所学基本规律解决实验问题.