Question

【题目】某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示。

（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为____________m/s2；

（2）该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图象如丙图中图线1所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F ′，作a-F ′图如丙图中图线2所示，则图象不过原点的原因是______________，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是____________________；

（3）该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测得的F′为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案。

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Answer 1

【答案】 0.195 未平衡摩擦力或平衡不足 钩码的重力比细线的拉力大 将n个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动。

【解析】试题分析：（1）用逐差法求加速度：。

（2）小车沿木板运动，不可避免的会受到摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有，加速度，可知图象不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡不足，横轴截距表示摩擦力的大小；被吊起的砝码和小车有共同加速度，平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律，对砝码：，对小车：，可得绳的拉力，本实验使用砝码的重力mg代替绳的拉力，而绳的拉力小于砝码的重力，传感器的示数等于砝码的重力，故用传感器测得的加速度偏大。

（3）改进方法是：将n个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动。将n个钩码都放在小车上，取下k个挂在细线上，对，对小车：，整理的：，系统的总质量不变，加速度与k成正比。只要满足k<<n，F近似等于km0g，两个图线基本重合。