Question

2．某同學將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質量不變時加速度跟它們所受拉力的關系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標系中作出了如圖2所示的a-F圖象．

（1）圖象不過坐標原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）本實驗中是否仍需要細沙和桶的總質量遠小于小車和傳感器的總質量否（填“是”或“否”）；
（3）由圖象求出小車和傳感器的總質量為1.00kg．通過實驗得到如圖3所示的紙帶．紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點 A、B、C、D、E、F、G．則小車的加速度a=0.986m/s² （保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，當F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；
（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．
（3）a-F圖象中的斜率表示質量的倒數(shù)

解答 解：（1）由圖象可知，當F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；
（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．
（3）a-F圖象中的斜率表示質量的倒數(shù)，由圖可知，k=$\frac{△a}{△F}$=$\frac{0.5-0}{0.6-0.1}$=1所以質量M=$\frac{1}{k}$=1kg
選擇從A到G的紙帶，由兩分法利用勻變速運動的推論△x=aT²可得，a=$\frac{{X}_{DG}{-X}_{AD}}{{（3T）}^{2}}$=$\frac{6（6.77-36.70）-（36.70-15.50）}{{（3×0.1）}^{2}}{×10}^{-2}$m/s²=0.986m/s²
故答案為：（1）沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）否；（3）1.00；0.986

點評 實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，明確實驗原理是解答實驗問題的前提．分析出a-F圖象中的斜率表示質量的倒數(shù)是很關鍵的．