Question

為了探究加速度與力的關系，使用如圖甲所示的氣墊導軌裝置進行實驗．兩個光電門與數字計時器相連，當滑行器通過光電門1、光電門2時，光束被遮擋的時間t₁、t₂都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質量為m．回答下列問題：
（1）若取M=0.4kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是______．
A．m₁=5g B．m₂=15g C．m₃=40g D．m₄=400g
（2）在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為：______（用t₁、t₂、D、x表示）
（3）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數據如下表所示：（小車質量保持不變）

F（N）	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a（m/s2）	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

①請根據表中的數據在坐標圖上作出a-F圖象
②圖象不過坐標原點的原因可能是______．

Answer 1

（1）在該實驗中實際是：mg=（M+m）a，要滿足mg=Ma，應該使砝碼的總質量遠小于滑塊的質量，即M＞＞m．
若取M=0.4kg，改變m的值，進行多次實驗，m₄=400g不能滿足，故選D．
（2）根據遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替得
通過第一個光電門的速度
v₁=

D

t1

通過第二個光電門的速度
v₂=

D

t2

根據運動學公式2ax=v22

-v

21

則加速度為：a=

( D t2 )2-( D t1 )2

2x

（3）根據描點法作出圖象，如圖所示：
圖線不通過坐標原點，F為零時，加速度不為零，說明平衡摩擦力時墊的過高．
故答案為：（1）D�。�2）

( D t2 )2-( D t1 )2

2x

（3）①如圖所示；②平衡摩擦力時墊的過高．