Question

13．某同學(xué)設(shè)計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗，如圖a為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)�力F等于砝碼和小桶的總重量，小車運動加速度a可用紙帶上的打點求得．交流電的頻率是50HZ．

（1）圖b為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2 m/s．（保留二位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量 m，分別得到小車加速度與質(zhì)量m數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
小車加速度a/m•S-2	1.98	1.72	1.48	1.25	1.00	0.75	0.48	0.50	0.30
小車質(zhì)量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	0.75	1.00	1.67

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與m的關(guān)系，請選擇恰當(dāng)物理量建立坐標(biāo)系，并作出圖線．（如有需要，可利用上表中空格）
（3）在“探究加速度與力的關(guān)系時，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)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖c，該圖線不通過坐標(biāo)原點，分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因．答：實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

Answer 1

分析 （1）運用勻變速直線運動的公式△x=at²去求解加速度．
（2）為研究a與m的關(guān)系，作a與$\frac{1}{m}$的關(guān)系關(guān)系圖線，注意選取好標(biāo)度．
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點，當(dāng)F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）相鄰計數(shù)點之間還有1個點，說明相鄰的兩個計數(shù)點時間間隔為0.04s
運用勻變速直線運動的公式△x=at²
a=$\frac{（0.0772+0.0721）-（0.0619+0.0670）}{{（2×0.04）}^{2}}$=3.2m/s²；
（2）為研究a與m的關(guān)系，作a與$\frac{1}{m}$的關(guān)系關(guān)系圖線，如圖．

（3）圖線不通過坐標(biāo)原點，F(xiàn)不為零時，加速度仍為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）3.2
（2）見圖      
（3）實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

點評 能夠知道相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔．要注意單位的換算，關(guān)鍵會從紙帶上求瞬時速度和加速度，以及在作圖時注意，偏離比較遠(yuǎn)的點可以舍去．