Question

在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，實驗裝置如圖1所示：
（1）某同學(xué)在探究小車質(zhì)量不變，小車的加速度與小車所受合力間的關(guān)系時，該同學(xué)平衡小車的摩擦阻力后，為了使小車所受的合力近似等于砝碼的重力，小車的質(zhì)量M和砝碼的質(zhì)量m分別應(yīng)選取下列哪組值最適宜

B

A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、225g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、75g、100g、225g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、100g
（2）在某次實驗中，某同學(xué)得到一條打點清晰的紙帶，并且每5個計時點取一個計數(shù)點（每相鄰的計數(shù)點間還有4個計時點未畫出），如圖2所示，已知每相鄰的2個計數(shù)點間的距離為s，且s₁=0.95cm，s₂=2.88cm，s₃=4.80cm，s₄=6.71cm，s₅=8.64cm，s₆=10.57cm，電磁打點計時器的電源頻率為50Hz．試計算此紙帶的加速度大小a=

1.92

m/s²（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）有另外兩位同學(xué)通過測量，分別作出a-F圖象，如圖3、4中的A、B 線所示，試分析：
①A 線不通過坐標(biāo)原點的原因是

沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足

；
②B 線不通過坐標(biāo)原點的原因是：

平衡摩擦力時木板傾角太大

．

Answer 1

分析：（1）該實驗要求滿足小車的質(zhì)量大于大于鉤碼的質(zhì)量，這樣小車所受的合力才近似等于砝碼的重力；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小；
（3）由圖3可知開始有外力時，而小車的加速度為零，說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足，由圖4可知沒有外力時，小車就具有加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角太大．

解答：解：（1）該實驗要求滿足小車的質(zhì)量大于大于鉤碼的質(zhì)量，這樣小車所受的合力才近似等于砝碼的重力，只有B滿足此條件，故選B
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：s₄-s₁=3a₁T²       ①
s₅-s₂=3a₂T²           ②
s₆-s₃=3a₃T²          ③
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，聯(lián)立①②③得：
a=

s6+s5+s4-s3-s2-s1

9T2

代入數(shù)據(jù)解得：a=1.92m/s²．
（3）①由圖3可知：圖線中當(dāng)F≠0時物體的加速度a=0，即只有當(dāng)F增大到一定值時物體才開始具有加速度，故在物體保持靜止的時候其所受的靜摩擦力等于繩子的拉力，所以出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力或或者平衡摩擦力不足；
②由圖4可知：圖線縱軸的截距大于0，說明在無拉力的情況下物體的加速度大于0，即在平衡摩擦力時木板傾角太大．
故答案為：（1）B       
（2）1.92   
（3）①沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足；
②平衡摩擦力時木板傾角太大．

點評：對于紙帶問題的處理，我們要熟悉勻變速直線運動的特點和一些規(guī)律，提高應(yīng)用基本規(guī)律解答實驗問題的能力，熟練應(yīng)用有關(guān)圖象知識進行數(shù)據(jù)處理．