Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。

（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打下E点时小车的速度为___m/s，小车的加速度为_____m/s2。

（2）该同学通过数据的处理作出了a —F图象，如图所示，则

①图中的直线不过原点的原因是_____________________。

②此图中直线发生弯曲的原因是______________________。

Answer 1

【答案】（1）0.85； 5.0； （2）①平衡摩擦力时角度过大； ②未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量

【解析】

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．若坐标轴有截距不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大．从图上分析两图各是什么原因即可．

（1）利用匀变速直线运动的推论得出：

小车的加速度为

（2）①图中当F=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，所以原因是平衡摩擦力时角度过大．
②设小车的加速度为a，绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：mg-F=ma
以小车为研究对象F=Ma
解得：
故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，而不满足m＜＜M时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．