Question

如圖甲所示是某同學探究小車加速度與力關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，小車前端裝有拉力傳感器可測出細線拉力大小，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．

（1）用游標卡尺測出遮光條的寬度d；實驗時將小車從圖示A由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則小車到達B點時的速度大小v=

d

△t

；用刻度尺標出A、B兩點間的距離L，則小車的加速度大小a=

d2

2L(△t)2

（用所測得的物理量表示）．
（2）某同學測得拉力傳感器的示數F和小車的加速的a的數據如下表示：

F/N	0.20	0.31	0.40	0.49	0.60
a/m?s-2	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

根據表中的數據在圖乙所示的坐標中作出a-F圖象．
（3）由圖象可得到小車總質量（包括傳感器）為

1.0

kg（保留兩位有效數字），分析圖象不過原點的原因是

未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

．

Answer 1

分析：（1）遮光板通過光電門的時間很短，可以用對應時間內的平均速度代替瞬時速度；根據速度位移關系公式v²=2as列式求解；
（2）通過描點法作出變量之間的圖象關系，結合物理規律分析圖線不過原點的原因．

解答：解：（1）由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度，故
小車到達B點時的速度v=

d

△t

根據速度位移關系公式v²=2as，有
a=

v2

2s

=

d2

2L(△t)2

（2）如圖：

（3）小車和砝碼的總質量M=

△F

△a

=1.0kg
從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消．該同學實驗操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
故答案為：（1）

d

△t

；

d2

2L(△t)2

；（2）如圖所示；（3）1.0；未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點評：解決本題的關鍵掌握描點作圖的方法，知道a-F圖線的斜率表示質量的倒數．