Question

【題目】如圖所示為某同學設計的“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系”實驗裝置簡圖，在實驗中認為細線對小車拉力F的大小等于砝碼和砝碼盤的總重力，小車運動的加速度a的大小可由紙帶上的點求得。

(1)實驗過程中，電火花計時器應接在________(填“直流”或“交流”)電源上，連結小車與砝碼盤的細線跨過定滑輪，調整定滑輪，使______________.

(2)圖乙是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，其中0、1、2、3、4是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個點（圖中未標出），計數點間的距離如圖乙所示，打“4”計數點時小車的速度大小為v=_______m/s；

由紙帶求出小車的加速度的大小a=_____m/s2。（計算結果均保留2位有效數字）

(3)在“探究加速度與合力的關系”時，保持小車的質量不變，改變砝碼盤中砝碼的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F關系圖線如圖丙所示，該圖線不通過坐標原點，原因可能是___________．

Answer 1

【答案】交流； 細線與木板平行； 0.31； 0.50； 平衡摩擦力過度；

【解析】

（1）電火花打點計時器應使用交流電源，為了使繩子的拉力等于合力，繩子的方向應與長木板平行；
（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上打3點時小車的瞬時速度大小．
（3）實驗時應平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距．

（1）電火花計時器應接在交流電源上．調整定滑輪高度，使細線與長木板平行．
（2）根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度得：

根據作差法得：．

打“4”計數點時小車的速度大小
（3）由圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，說明沒有加力時，物體已經產生了加速度；這是由于平衡摩擦力過度造成的；