Question

某班学生进行了一个探究小车加速度a与小车所受合力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．
（1）图（b）为某同学实验得到的纸带，已知每两个记数点 之间还有四点没有画出来，图中上部数字为相邻两个记数点间的距离，计时器的电源频率为50Hz．，可求得纸带的加速度为a=

2.01

m/s²．（答案保留三位有效数字）
（2）在实验中有一位同学通过实验测量作出了图（c）中的A图线，试分析：①A图线不通过坐标原点的原因是

未平衡摩擦力或平衡不够

；   ②A图线上部弯曲的原因是

砂桶质量没有远小于小车质量

．

Answer 1

分析：（1）根据实验数据，由匀变速运动的特点△x=at²可以求出小车的加速度．
（2）实验时要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不够，则图象在F轴上截距不为零，如果过平衡摩擦力，则图象在a轴上截距不为零．

解答：解：（1）计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，
纸带的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

≈2.01m/s²．
（2）①由a-F图象可知，图象不过原点，在F轴上有截距，这是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够造成的；
②当砂桶总质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于砂桶重力，a与F成正比，当砂桶质量太大，
砂桶质量没有远小于小车质量时，小车受到的拉力小于砂桶重力，a-F图象不再是直线而发生弯曲．
故答案为：（1）2.01；（2）①未平衡摩擦力或平衡不够；②砂桶质量没有远小于小车质量．

点评：探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，应控制砂桶总质量远小于小车质量．