Question

13．某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質量m關系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，實驗數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為5.10m/s²．（保留三位有效數(shù)字）
（2）保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，一位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖（c）所示．該圖線不通過原點，其主要原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)F=ma，對小車及砂和砂桶進行分析誤差產生的原因．

解答 解：（1）由題，相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則相鄰的計數(shù)點的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s
相鄰計數(shù)間的位移之差6.70-6.19=7.21-6.70=7.72-7.21=5.10cm，他們的位移差△x全部相等，都為5.10cm，
連續(xù)相等時間內的位移差為定值的，說明小車做勻加速直線運動，
由△x=aT²得
 加速度a=$\frac{0.0510}{0.01}$m/s²=5.10m/s²．
（2）圖線中當F≠0時物體的加速度a=0，即只有當F增大到一定值時物體才開始具有加速度，故在物體保持靜止的時候其所受的靜摩擦力等于繩子的拉力，所以出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．
故答案為：（1）5.10
（2）沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

點評 要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．