Question

在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中：
（1）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖1所示．請(qǐng)你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源；實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車(chē)的摩擦力；小車(chē)初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．

（2）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．圖2是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車(chē)的加速度a為

0.19

m/s²．

（3）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車(chē)加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如表所示

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	加速度 a/m?s-2	小車(chē)與砝碼總質(zhì)量 m/kg	小車(chē)與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) m-1/kg-1
1	0.29	0.20	5.0
2	0.25	0.25	4.0
3	0.22	0.30	3.3
4	0.18	0.35	2.9
5	0.16	0.40	2.5

請(qǐng)你在圖3中建立合適坐標(biāo)并畫(huà)出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線．

Answer 1

分析：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，而干電池是直流電源．接通電源前，小車(chē)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而在該圖中小車(chē)初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；
（2）根據(jù)△x=aT²利用逐差法求解
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度和質(zhì)量成反比，故應(yīng)該做a-

1

m

圖象；采用描點(diǎn)法作圖即可．

解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源；實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車(chē)的摩擦力；小車(chē)初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（2）設(shè)第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)和第二個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為：a=

(x4+x3)-(x2+x1)

4T2

=

0.0404-0.0163-0.0163

4×(0.1)2

=0.19m/s²
（3）在合外力保持不變時(shí)，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比；
故作出加速度與小車(chē)質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖象，如圖所示；

故答案為：
（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用交流電源；實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車(chē)的摩擦力；小車(chē)初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；      
（2）0.19；                
（3）如圖．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)方法、步驟．以及會(huì)用逐差法求加速度．