Question

【题目】用图所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验。先平衡摩擦力，且已测出小车的质量为M，砝码和托盘的质量为m，满足m<<M，可以认为砝码和托盘的重力等于小车所受拉力，记为F。接通电源，释放小车，使小车沿长木板运动。根据纸带上计数点间距离求出加速度a。保持小车的质量不变，改变砝码的质量，重复实验。实验过程中，小车所受拉力记为F1、F2、F3、F4、F5，对应的加速度记为a1、a2、a3、a4、a5。以加速度a为纵轴、小车所受拉力F为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图所示。

根据上述条件，回答以下问题：

（1）小车受到拉力为F2时，打出的一条清晰纸带如图所示。找一个合适的点当作计时起点0，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，分别记为1、2、3、4，用刻度尺测量出相邻计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4。则小车的加速度大小可表示为a=________________。根据纸带还可以求出打点计时器打下点1时，小车的速度大小为v1=_______。

（2）根据图中已标出加速度a1、a3、a4、a5对应的坐标点，画出a-F图像_______。得出加速度与物体受力的关系是_______________________

（3）另一组同学实验时，忘记了平衡摩擦力，绘制出a-F图线如图所示。该图线的斜率为k，纵轴截距的绝对值为b。由此可知：小车的质量为______，小车所受摩擦力大小为______。

Answer 1

【答案】； ； aF图象如图：； 物体质量一定，物体的加速度与合外力成正比； ；

【解析】

（1）[1]根据△x=aT2，则x3-x1=2aT2，x4-x2=2aT2，

联立可得：；

[2]根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，打点计时器打下点1时，小车的速度大小为：；

（2）[3]画出aF图象如图；

[4]由图像可得：物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比；

（3）[5]根据Ff=ma，解得，则，

解得；

[6] 根据Ff=ma，解得，则，

解得