Question

16．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．如圖a為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F等于砝碼和小桶的總重量，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上點(diǎn)求得．

（1）圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.19m/s²．小車在C點(diǎn)時(shí)的速度大小是1.74m/s（保留三位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖c，該圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因：實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

Answer 1

分析 根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度大小，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出C點(diǎn)的速度．
根據(jù)F不為零，加速度仍然為零，分析實(shí)驗(yàn)誤差形成的原因．

解答 解：（1）由紙帶可知，在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=0.51cm，根據(jù)△x=aT²得，小車的加速度大小為：
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}m/{s}^{2}=3.19m/{s}^{2}$，
小車在C點(diǎn)的速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（6.70+7.21）×1{0}^{-2}}{0.08}m/s$=1.74m/s．
（2）由圖線可知，當(dāng)F不等于零時(shí)，加速度仍然為零，知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．
故答案為：（1）3.19，1.74，（2）實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，掌握紙帶的處理方法，會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度．