Question

5．“探究加速度与力的关系”实验装置如图1所示．

（1）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小（选填“小”或“大”）得多．
（2）图2为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为0.46m/s．
（3）“探究质量一定的物体加速度与作用力的关系”实验中，应保持小车的质量不变；为了直观地判断加速度a与力F的数量关系，某同学作出a-F图线（如图3）．分析这一图线，直线明显没有通过原点，这不符合牛顿第二定律的a和F的正比关系，但将木板无滑轮端适当垫高就会经过坐标原点．

Answer 1

分析 实验中为了减小实验的误差，盘和砝码的质量应远小于小车的质量．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点3的瞬时速度．
采用控制变量法研究加速度与作用力的关系．结合图线不过原点的原因，确定操作步骤．

解答 解：（1）为了减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小得多．
（2）相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，计数点3的瞬时速度${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{（4.00+5.19）×1{0}^{-2}}{0.2}m/s$=0.46m/s．
（3）探究加速度与作用力的关系时，应保持小车的质量不变．图线不过原点，即F不等于零时，加速度仍然为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，可以将木板无滑轮端适当垫高．
故答案为；（1）小；（2）0.1，0.46；（3）质量，垫高

点评 解决本题的关键知道实验误差的来源以及改进的方法，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．