Question

如图甲所示是某同学探究小车加速度与力关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车前端装有拉力传感器可测出细线拉力大小，每次小车都从同一位置A由静止释放．

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d；实验时将小车从图示A由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t，则小车到达B点时的速度大小v=

d

△t

；用刻度尺标出A、B两点间的距离L，则小车的加速度大小a=

d2

2L(△t)2

（用所测得的物理量表示）．
（2）某同学测得拉力传感器的示数F和小车的加速的a的数据如下表示：

F/N	0.20	0.31	0.40	0.49	0.60
a/m?s-2	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

根据表中的数据在图乙所示的坐标中作出a-F图象．
（3）由图象可得到小车总质量（包括传感器）为

1.0

kg（保留两位有效数字），分析图象不过原点的原因是

未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

．

Answer 1

分析：（1）遮光板通过光电门的时间很短，可以用对应时间内的平均速度代替瞬时速度；根据速度位移关系公式v²=2as列式求解；
（2）通过描点法作出变量之间的图象关系，结合物理规律分析图线不过原点的原因．

解答：解：（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故
小车到达B点时的速度v=

d

△t

根据速度位移关系公式v²=2as，有
a=

v2

2s

=

d2

2L(△t)2

（2）如图：

（3）小车和砝码的总质量M=

△F

△a

=1.0kg
从上图中发现直线没过原点，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消．该同学实验操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
故答案为：（1）

d

△t

；

d2

2L(△t)2

；（2）如图所示；（3）1.0；未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

点评：解决本题的关键掌握描点作图的方法，知道a-F图线的斜率表示质量的倒数．