Question

【題目】某學習小組欲探究物體的加速度與力、質量的關系，他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置，圖中小車的質量用M表示，砂桶的質量用m表示．要順利完成該實驗，則：
（1）還需要的測量工具有、 ．
（2）為使小車所受合外力等于細線的拉力，應采取的措施是；要使細線的拉力約等于砂桶的總重力，應滿足的條件是 ．
（3）如圖2所示為小車在木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=m/s2（保留兩位有效數字）．

（4）在“探究加速度a與力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與力F圖線如圖3所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺,天平
（2）平衡摩擦力,M＞＞m
（3）1.3
（4）實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力
【解析】解：（1）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，故要用到刻度尺．

根據牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車的質量，故要利用天平測物體的質量．

故需要的測量工具有刻度尺和天平．（2）為使小車所受合外力等于細線的拉力，所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力，所以做實驗時必需平衡摩擦力．

以砂桶作為研究對象有mg﹣FT=ma

以小車作為研究對象有FT=Ma

聯立以上兩式可得FT=M

要繩子的拉力等于砂桶的總的重力，即M =mg，

故 =1，則有M＞＞m；（3）由于相鄰兩計數點間還有4個點未畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s．

根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2得

（x5+x6）﹣（x1+x2）=2a（2T）2

解得：a= =1.3m/s2．（4）從圖象可以看出當有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，

所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．

所以答案是：（1）刻度尺，天平（2）平衡摩擦力，M＞＞m（3）1.3（4）實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．