Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，某同學使用了如圖所示的裝置，打點計時器的打點頻率為50Hz。

（1）該同學得到一條紙帶，在紙帶上取連續的六個點，如圖所示，相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，則打下E點時小車的速度為___m/s，小車的加速度為_____m/s2。

（2）該同學通過數據的處理作出了a —F圖象，如圖所示，則

①圖中的直線不過原點的原因是_____________________。

②此圖中直線發生彎曲的原因是______________________。

Answer 1

【答案】（1）0.85； 5.0； （2）①平衡摩擦力時角度過大； ②未滿足砂和砂桶質量遠小于小車的質量

【解析】

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兩個推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．若坐標軸有截距不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．

（1）利用勻變速直線運動的推論得出：

小車的加速度為

（2）①圖中當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力時角度過大．
②設小車的加速度為a，繩子拉力為F，以砂和砂桶為研究對象得：mg-F=ma
以小車為研究對象F=Ma
解得：
故：F=Ma=所以要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，而不滿足m＜＜M時，隨m的增大物體的加速度a逐漸減小．故圖象彎曲的原因是：未滿足砂和砂桶質量遠小于小車的質量．