Question

1．某同學設計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系”實驗．如圖a為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重量，電源頻率是50H_Z小車運動加速度a可用紙帶上的打點求得．

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²．（保留二位有效數字）
（2）在“探究加速度與質量的關系”時，保持砝碼和小桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m數據如表：
根據表數據，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖c方格坐標紙中選擇恰當物理量建立坐標系，并作出圖線．

次數	1	2	3	4	5	6
小車加速度a/ms2	1.98	1.48	1.25	1.00	0.50	0.30
小車質量m/kg	0.25	0.33	0.40	0.50	1.00	1.67
小車質量倒數1/m	4.00	3.03	2.50	2.00	1.00	0.60

（3）在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砝碼的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F圖線如圖d，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因．答：實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 ①根據△x=aT²求出紙帶的加速度
②為研究a與m的關系，作a-$\frac{1}{m}$的關系關系圖線，注意選取好標度．
③圖線不通過坐標原點，當F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：①從紙帶上看出，相鄰兩點間位移之差為一恒量，△x=0.51cm，根據△x=aT²得，a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}$=3.2m/s²
 ②如圖


③圖線不通過坐標原點，F不為零時，加速度仍為零，知實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：①3.2；  ②如圖； ③實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 解決本題的關鍵會從紙帶上求瞬時速度和加速度，以及在作圖時注意，偏離比較遠的點可以舍去．