Question

8．某同学用如图1所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，当小车的质量一定时，测得小车的加速度a与拉力F的数据如下表：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m•s-2）	0.10	0.23	0.27	0.40	0.49

（1）根据表中数据，在如图2所示坐标系中作出图象．
（2）图线不过坐标原点，其原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足．
（3）由图象可得出的结论是在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比．
（4）改正实验装置后，该同学顺利的完成了该实验，图3是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻计数点时间间隔均为0.1s，图中长度单位为cm．各计数点与0计数点之间的距离依次为x₁=0.72cm、x₂=1.63cm、x₃=2.73cm，由图中的数据可算出小车的加速度a为0.19m/s²（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验数据作出a-F图象；
（2）根据实验原理判断实验结果产生的原因；
（3）根据图象可知，在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比；
（4）由△x=at²可求得小车的加速度．

解答 解：（1）根据实验数据运用描点法作出a-F图象，如图所示：

（2）图线表明拉力F不等于0时，加速度仍然为0，其原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足；
（3）根据图象可知，在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比；
（4）根据逐差法得：加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{{x}_{3}-{x}_{2}-（{x}_{2}-{x}_{1}）}{{T}^{2}}$=$\frac{0.0273+0.0072-2×0.0163}{0.01}$=0.19m/s²．
故答案为：（1）如图所示；（2）没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足；（3）在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比；（4）0.19

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，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过度平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码和钩码盘的重力，会用作差法求解加速度．