Question

在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”活動中：

（1）某同學在接通電源進行實驗之前，將實驗器材組裝如圖1所示．
請指出該裝置中的錯誤或不妥之處：

①打點計時器應接交流電源；②小車應靠近打點計時器；③應該平衡摩擦力；

（2）改正實驗裝置后，該同學順利地完成了實驗．圖2是某次實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示．根據圖中數據求出小車的加速度a=

0.496

m/s²（保留3位有效數字）

（3）在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，改變沙和沙桶的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F的圖線如圖3，該圖線不通過坐標原點，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因可能是

BC

．（請填相應的字母）

A．平衡摩擦力時將木板墊得過高
B．平衡摩擦力時將木板墊得過低
C．平衡摩擦力時掛上了沙桶和沙
D．實驗時沒有滿足沙和沙桶的質量遠小于小車的質量．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動加速度．
知道為什么需要平衡摩擦力以及不平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠會帶來什么問題．

解答：解：（1）該裝置中的錯誤或不妥之處：
①打點計時器應接交流電源；
②小車應靠近打點計時器，如果小車靠近滑輪，打出來的紙帶數據很短，不利于數據處理分析．
③應該平衡摩擦力；實驗時我們要求認為繩子的拉力是小車的合力，由于小車運動受到木板的摩擦力，所以我們為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板右端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
（2）每相鄰兩計數點間還有4個打點，說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s．
利用勻變速直線運動的推論△x=at²，由于相鄰的計數點的位移之差不等，故采用逐差法求加速度．
a=

△x

t2

=

(0.0388+0.0339+0.0288)-(0.014+0.0189+0.0240)

9(0.1)2

m/s²=0.496m/s²
（3）A、如果平衡摩擦力時將木板墊得過高，應該細線沒有拉力，小車就有了加速度，這與圖象不符．故A錯誤．
B、如果平衡摩擦力時將木板墊得過低，也就是當F≠0時，小車的合力可以等于0，即a=0，故B正確．
C、如果平衡摩擦力時掛上了沙桶和沙，因為平衡時是讓小車做勻速運動，那么就增大了摩擦力，那么木板墊就得過低，也就是當F≠0時，小車的合力可以等于0，即a=0，故C正確．
D、如果實驗時沒有滿足沙和沙桶的質量遠小于小車的質量，是當F≠0時，小車也就運動有了加速度，所以該選項不符合圖象，故D錯誤．
故選BC．
故答案為：（1）①打點計時器應接交流電源；②小車應靠近打點計時器；③應該平衡摩擦力；
（2）0.496     （3）BC

點評：實驗問題需要結合物理規律去解決．
對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．
數據處理時注意單位的換算和有效數字的保留．