Question

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图（甲）所示．
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图（乙）所示．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．求：
①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s₁=______cm；
②该小车的加速度a=______m/s²．
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

砝码盘中砝码总重力F（N）	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a（m?s-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

①请根据该组实验数据在答卷的坐标纸作出a-F的关系图象；
②根据提供的实验数据作出的a-F图线，不通过原点的主要原因是______．

Answer 1

解：（1）①刻度尺的最小分度是1mm，s₁=0.70cm；
②由图知，s₁=0.70cm，s₂=0.90cm，s₃=1.10cm，说明小车做匀加速运动，则由 s₂-s₁=aT²，其中，T=5×0.02s=0.1s，
解得，a=0.2m/s²．
（2）①作出a-F的关系图象如图所示．
②a-F图线，不通过原点的主要原因是未放入砝码时，小车已有加速度，可以判断未计入砝码盘的重力．
故答案为：
（1）①s₁=0.70cm；②0.2．
（2）①作出a-F的关系图象如图所示．
②计入砝码盘的重力．
分析：（1）①刻度尺的最小分度是1mm，读数时准确值加估计值．
②若纸带做匀变速直线运动，由纸带上的计数点间距，利用匀变速直线运动推论△s=aT²，其中，T=5×0.02s=0.1s，求解加速度．
（2）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点．知道为什么需要平衡摩擦力以及不平衡摩擦力带来什么问题．
点评：对于实验问题需要结合物理规律去解决．处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．