Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图1所示的装置，打点计时器打点频率为50Hz．

（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图1所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为

0.85

m/s，打A、F两点的过程中小车的平均速度为

0.7

m/s，小车的加速度为

5

m/s²．

（2）该同学通过对数据的处理作出了如图2所示的a-F图象，则
①图2中的直线不过原点的原因是

平衡摩擦力时木板倾角偏大

．
②图2中的力F理论上指

B

，而实验中却用

A

表示（从下列选项中选填字母符号）．
A．砂和砂桶的重力      B．绳对小车的拉力
③此图2中直线发生弯曲的原因是

没有满足小车质量远大于砂和砂桶质量的条件

．

Answer 1

分析：纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的两个推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
直线发生弯曲，由图可以看出图象的斜率逐渐减小，结合实验原理分析原因．

解答：解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：
v_E=

xDF

2T

=

(0.016+0.018)m

2×0.02s

=0.85m/s
小车的加速度为：a=

△x

t2

=

0.012-0.01

0.022

m/s²=5m/s²
（2）①F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高．
②图2中的力F理论上指绳子对小车的拉力，而实验中却用砂和砂桶的重力；
故填：B，A．
③随

1

M

增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近与定值g．
故答案为：（1）0.85m/s、0.7m/s、5m/s²
（2）①平衡摩擦力时木板倾角偏大；②B、A  ③没有满足小车质量远大于砂和砂桶质量的条件．

点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．