Question

1．某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验．如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量，电源频率是50H_Z小车运动加速度a可用纸带上的打点求得．

（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为3.2m/s²．（保留二位有效数字）
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如表：
根据表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．

次数	1	2	3	4	5	6
小车加速度a/ms2	1.98	1.48	1.25	1.00	0.50	0.30
小车质量m/kg	0.25	0.33	0.40	0.50	1.00	1.67
小车质量倒数1/m	4.00	3.03	2.50	2.00	1.00	0.60

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．答：实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 ①根据△x=aT²求出纸带的加速度
②为研究a与m的关系，作a-$\frac{1}{m}$的关系关系图线，注意选取好标度．
③图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：①从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量，△x=0.51cm，根据△x=aT²得，a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}$=3.2m/s²
 ②如图


③图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案为：①3.2；  ②如图； ③实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

点评 解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度，以及在作图时注意，偏离比较远的点可以舍去．