Question

在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動中：
（1）將實驗器材組裝如圖所示．請你指出該裝置中的錯誤或不妥之處（至少寫出兩條）：
①

電源電壓應(yīng)為4～6V

；②

沒有平衡摩擦力

；③

小車應(yīng)靠近打點計時器

．
（2）改正實驗裝置后，該同學(xué)順利完成了實驗．在實驗中保持小車質(zhì)量不變，改變沙桶的質(zhì)量，測得小車所受繩子的拉力F和加速度a的數(shù)據(jù)如下表：

F/N	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00
a/（m/s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在圖2中作出a～F圖象；
②由圖象可知，小車的質(zhì)量為

2

kg．（保留一位有效數(shù)字）
（3）打出的某一條紙帶，A、B、C、D、E、F為相鄰的6個計數(shù)點，如圖3所示，相鄰計數(shù)點間還有四個點未標(biāo)出．利用圖中給出的數(shù)據(jù)可求出小車的加速度a=

0.50

m/s²．

Answer 1

分析：（1）打點計時器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車應(yīng)緊靠打點計時器，而在該圖中小車初始位置離打點計時器太遠(yuǎn)，該實驗要進(jìn)行平衡摩擦力操作，即墊高有打點計時器的一側(cè)木板．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后作出a-F圖象；圖象的斜率大小等于小車質(zhì)量的倒數(shù)．
（3）做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內(nèi)的位移差是定值，即：△x=aT²．

解答：解：（1）由圖1所示可知，實驗裝置中的錯誤或不妥之處有：①電磁打點計時器應(yīng)使用電壓為4-6V的低壓交流電源而不能使用220V的交流電源；②實驗前沒有平衡摩擦力；③釋放小車前小車應(yīng)靠近打點計時器，圖示中小車遠(yuǎn)離打點計時器是錯誤的．
（2）①利用描點法得出圖象如下所示：

②根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma，則有：a=

F

m

，即圖象的斜率大小等于質(zhì)量的倒數(shù)，由圖象知：k=0.5，因此m=

1

k

=2kg，
（3）相鄰計數(shù)點間還有四個點未標(biāo)出，因此計數(shù)點之間的時間間隔為：T=0.1s；
根據(jù)做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內(nèi)的位移差是定值，即：△x=at²得：
s5-s1=4aT2，因此有：
a=

(s5-s1)

4T2

=

(3.20-1.20)×10-2m

4×(0.1s)2

=0.50m/s2
故答案為：（1）①電源電壓應(yīng)為4～6V；②沒有平衡摩擦力；③小車應(yīng)靠近打點計時器；（2）①如上圖所示，②2，（3）0.50．

點評：掌握實驗注意事項、描點法作圖的方法、勻變速直線運動的運動特點是正確解題的關(guān)鍵．