Question

20．某实验小组利用如图甲所示实验装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，并根据所测实验数据得到如图乙所示的a-F图象，其中一次实验打出的纸带如图丙所示，图中相邻计数点间时间间隔T=0.10s．

（1）根据纸带上的数据求小车的加速度a=0.92m/s²（结果保留2位有效数字）
（2）由于实验得到a-F图象与实验预期不相符，该小组对以下几个关键操作进行了分析：
A．用天平测小车质量时，为使小车质量能取为400克，往小车上加了适量细砂，实验中小车每次运动到木板末端时细砂有部分抖落
B．平衡摩擦力时，将垫木缓慢向滑轮方向移动直至小车开始运动
C．改变合外力时，为能在短时间内多测几组数据而避免反复使用天平测砂和砂桶的质量，实验时未使用砂桶而改用钩码组，每次增加10克的钩码直至测得8组数据
D．利用纸带求加速度时，为减少数据测量与计算，直接测量S_AD和S_DG两组数据求解
①造成图线未过原点的操作是B（填写相应操作选项字母）
②造成图线后部向下弯曲的操作是C（填写相应操作选项字母）

Answer 1

分析 （1）根据连续相等时间内的位移之差，运用逐差法求出小车的加速度．
（2）抓住F=0，加速度a≠0，分析图线不过原点的原因．结合实验的原理和注意事项分析图线后部向下弯曲的原因．

解答 解：（1）根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{s}_{DG}-{s}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（5.00+5.90+6.83-2.22-3.14-4.07）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$m/s²=0.92m/s²．
（2）图线未过原点，即F=0，a≠0，可知平衡摩擦力过度，造成该误差的操作是B．
随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M＞＞m，因此曲线上部出现弯曲现象，造成该误差的操作是C．
故答案为：（1）0.92，（2）①B，②C．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及误差形成的原因，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．