Question

13．某學(xué)生用如圖甲所示的裝置研究物體加速度與所受外力和物體質(zhì)量的關(guān)系．
（1）圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的某一紙帶，實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率為50Hz，紙帶前面的幾個(gè)點(diǎn)較模糊，因此從A點(diǎn)開(kāi)始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．則小車的加速度a=0.75m/s²，其中B點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度v_B=0.25m/s，F(xiàn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v_F=0.55m/s．
（2）保持小車的質(zhì)量不變，測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50
a/ms-2	0.10	0.21	0.29	0.40

（a）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖丙中作出a-F圖線；
（b）圖線不通過(guò)原點(diǎn)，試分析在操作過(guò)程中可能遺漏的步驟是平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）從A點(diǎn)開(kāi)始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T為0.1s．求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)只需要找平均速度代替即可求解，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；
（2）根據(jù)描點(diǎn)法作出a-F圖線，圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力．

解答 解：（1）某點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)只需要找平均速度代替：
B點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0645-0.0140}{0.2}$=0.25m/s
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a=$\frac{{x}_{CF}-{x}_{OC}}{{9T}^{2}}=\frac{0.1965-0.0645-0.0645}{0.09}$=0.75m/s²．
則F點(diǎn)速度v_F=v_B+a•4T=0.25+0.75×0.4=0.55m/s，
（2）根據(jù)描點(diǎn)法作出a-F圖線，如圖所示：
圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)與橫坐標(biāo)有截距說(shuō)明：小車所受拉力力為某個(gè)值時(shí)，加速度仍然為零，即合外力為0，說(shuō)明平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力．
故答案為：（1）0.75；0.25；0.55；（2）如圖所示；平衡摩擦力不足或沒(méi)有平衡摩擦力

點(diǎn)評(píng) 本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用以及根據(jù)紙帶求物體運(yùn)動(dòng)的速度、加速度等問(wèn)題，要熟練掌握從紙帶上獲取小車速度、加速度的方法，明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．