Question

【題目】用圖所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關系”的實驗。先平衡摩擦力，且已測出小車的質量為M，砝碼和托盤的質量為m，滿足m<<M，可以認為砝碼和托盤的重力等于小車所受拉力，記為F。接通電源，釋放小車，使小車沿長木板運動。根據紙帶上計數點間距離求出加速度a。保持小車的質量不變，改變砝碼的質量，重復實驗。實驗過程中，小車所受拉力記為F1、F2、F3、F4、F5，對應的加速度記為a1、a2、a3、a4、a5。以加速度a為縱軸、小車所受拉力F為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖所示。

根據上述條件，回答以下問題：

（1）小車受到拉力為F2時，打出的一條清晰紙帶如圖所示。找一個合適的點當作計時起點0，然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點，分別記為1、2、3、4，用刻度尺測量出相鄰計數點間的距離分別為x1、x2、x3、x4。則小車的加速度大小可表示為a=________________。根據紙帶還可以求出打點計時器打下點1時，小車的速度大小為v1=_______。

（2）根據圖中已標出加速度a1、a3、a4、a5對應的坐標點，畫出a-F圖像_______。得出加速度與物體受力的關系是_______________________

（3）另一組同學實驗時，忘記了平衡摩擦力，繪制出a-F圖線如圖所示。該圖線的斜率為k，縱軸截距的絕對值為b。由此可知：小車的質量為______，小車所受摩擦力大小為______。

Answer 1

【答案】； ； aF圖象如圖：； 物體質量一定，物體的加速度與合外力成正比； ；

【解析】

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

聯立可得：；

[2]根據勻變速運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度，打點計時器打下點1時，小車的速度大小為：；

（2）[3]畫出aF圖象如圖；

[4]由圖像可得：物體質量一定時，物體的加速度與合外力成正比；

（3）[5]根據Ff=ma，解得，則，

解得；

[6] 根據Ff=ma，解得，則，

解得