Question

（９分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a ＝________m/s².(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

砝码盘中砝码总重力F/N	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a/(m·s－2)	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

请根据实验数据在图中作出a－F的关系图象．

(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．

Answer 1

（1）0.16 m/s²    （２）如图

（3）未计入砝码盘重力或砝码盘的重力不能忽略

试题分析：（1）据题意，通过研究纸带上的点运动情况可以知道小车的运动情况，纸带上每隔0.1s取一个计数点，则加速度a=（a₁+a₂）/2，a₁=(x₃₂-x₂₁)/T²，a₂=(x₄₃-x₃₂)/T²，所以加速度大小为a=0.16m/s²；（２）据实验数据描点过程中按照让尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量平均分布在直线的两侧，如图所示。（3）据题意，已经平衡了摩擦力了，既然图线还是不过原点，则说明不施加拉力时，小车已经具备了一定大小的加速度，则据（m_码+m_盘）g=(M)a，得a=（m_码+m_盘）g/M，当没有加砝码时有：a=m_盘g/M，即砝码盘也对小车施加了一定大小的力，致使小车产生一定大小的加速度。即砝码盘的重力不能忽略不计。