(1)實驗的五個步驟如下:
A.將帶有滑輪的長木板放在水平實驗臺上并安裝打點計時器;
B.將紙帶一端固定在小車上另一端穿過打點計時器;
C.把細線的一端固定在小車上,另一端通過定滑輪與小桶相連,把木板的一側(cè)墊高,讓小車做勻速直線運動,以補償阻力;
D.拉動紙帶的自由端讓小車靠近打點計時器,接通電源后釋放小車打出紙帶,測出小桶和沙的總重力,作為細線對小車的拉力F,利用紙帶測量的數(shù)據(jù)算出小車的加速度a;
E.更換紙帶,改變小桶內(nèi)沙的質(zhì)量,重復(fù)幾次操作。
以上操作中,錯誤的一步是:(用步驟前的字母表示);
(2)糾正錯誤后,實驗中打出的某條紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s,測得數(shù)據(jù)如圖乙所示,由此可以算出小車運動的加速度是m/s2;
(3)用不同的幾條紙帶測得的加速度a和所對應(yīng)的拉力F(F=mg,m為小桶和沙的總質(zhì)量,g為重力加速度),可得到小車質(zhì)量M一定時,a-F的關(guān)系如圖丙所示.由圖可見F較大時圖線發(fā)生明顯彎曲,實驗時若不斷增加小桶和沙的總質(zhì)量,那么a將趨向于(用題中給出的物理量表示)。
(4)小華同學(xué)對實驗裝置進行了改進,將系著沙桶的細線一端通過動滑輪與固定于長木板的力傳感器相連,如圖丁所示(滑輪的摩擦和質(zhì)量不計),實驗時小華沒有補償阻力,他以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標,以加速度a為縱坐標,畫出a-F的圖像應(yīng)是下圖中的圖。
(5)小華實驗所用小車的質(zhì)量為M,那么a-F圖像直線部分的斜率為(用M表示)。