Question

在验证牛顿第二定律的实验中，一个同学打出了5条纸带后，测出了纸带中相邻的每五点间的距离和每条纸带对应的小车的受力情况（见表）．
（1）处理数据后在图所示的坐标中画出a-F图线．（已知打点计时器的工作频率为50H_Z）

小车受到的力F（N）	S1（CM）	S2（CM）	S3（CM）	S4（CM）
0.05	4.51	4.76	5.00	5.26
0.10	4.63	5.12	5.60	6.11
0.15	4.85	5.60	6.36	7.10
0.20	5.12	6.11	7.10	8.09
0.25	5.38	6.64	7.90	7.16

（2）由图可以判断小车的质量为

约0.2kg

．

Answer 1

分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据描点法作出a-F图线，根据图形得斜率的物理意义求解小车的质量．

解答：解：（1）由于测量相邻的每五点间的距离，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：S₃-S₁=2a₁T² 
S₄-S₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对2个加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

(s3+s4)-(s1+s2)

4T2

解得小车受到的力F是0.05N时a=0.248m/s²
小车受到的力F是0.10N时a=0.490m/s²
小车受到的力F是0.15N时a=0.753m/s²
小车受到的力F是0.20N时a=0.99m/s²
小车受到的力F是0.25N时a=0.76m/s² ，
根据描点法作出a-F图线：

（2）根据F=ma得：
a=

F

m

所以a-F图线的斜率是

1

m

，所以小车的质量为约0.2Kg．
故答案为：（1）如图；（2）约0.2kg．

点评：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．