Question

【題目】某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系的實驗，如圖所示，圖甲為實驗裝置簡圖（交流電的頻率為50Hz）。由打點計時器得到一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點間有4個點未畫出，其中x1=7.05cm，x2=7.65cm、x3=8.25cm、x4=8.85cm、x5=9.45cm、x6=10.05cm。

(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據紙帶可求出打下2計數點時的小車的速度___m/s；運動過程中小車的加速度大小為___m/s2（計算結果保留3位有效數字）。

(2)為使沙桶及桶內沙的總重力在數值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是桶及桶內沙的總質量___木塊和木塊上砝碼的總質量。（填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”）

(3)保持小車質量不變，改變沙和沙桶質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖所示。該圖線不通過原點，請你分析其主要原因是_________。

Answer 1

【答案】0.795 0.600 遠小于 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不完全

【解析】

(1) 由于交流電的頻率為50Hz，故打點時間間隔為0.02s，所以每兩個計數點之間的時間間隔為T=0.1s，根據紙帶可求出打下2計數點時的小車的速度

v2==0.795m/s

利用逐差法x=aT2可得運動過程中小車的加速度大小為

(2)為使沙桶及桶內沙的總重力在數值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是桶及桶內沙的總質量應遠小于木塊和木塊上砝碼的總質量。

(3) 如圖所示，速度a隨合力F變化的圖線，不通過原點，即當F不等于零時，加速度仍為零，主要原因是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不完全。