6.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中,某同學使用了如圖(甲)所示的裝置,計時器打點頻率為50Hz.

(1)該同學得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的六個點,如圖(乙)所示,自A點起,相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,則打E點時小車的速度為0.85m/s,從A點到F點的過程中小車的平均速度為0.7m/s,小車的加速度為5m/s2

(2)該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持細線對車的拉力F不變;若該同學要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變.
(3)該同學通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象,如圖(丙)所示,則
①圖中的直線不過原點的原因是平衡摩擦力時木板的右端墊得過高.
②圖中的力F理論上指繩對小車的拉力,而實驗中用A表示.(選填字母符號)
A.小盤和重物的重力    B.繩對小車的拉力  C.小車及小車中重物的總重力.

分析 該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系,研究三者關(guān)系必須運用控制變量法.紙帶法實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的兩個推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度.實驗時要平衡摩擦力,如果平衡摩擦力不夠,則圖象在F軸上截距不為零,如果平衡摩擦力過度,則圖象在a軸上截距不為零.

解答 解:(1)利用勻變速直線運動的推論得出:vE=$\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.016+0.018}{0.04}$=0.85m/s
A、F兩點的過程中小車的平均速度為:
vAF=$\frac{{x}_{AF}}{5T}=\frac{0.010+0.012+0.014+0.016+0.018}{0.1}$=0.7m/s
小車的加速度為a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.012-0.010}{0.0{2}^{2}}$m/s2=5m/s2
(2)該同學要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該保持細線對車的拉力F不變;若該同學要探究加速度a和拉力F的關(guān)系,應(yīng)該保持小車的質(zhì)量M不變.
(3)①圖中當F=0時,a≠0.也就是說當繩子上沒有拉力時,小車的加速度不為0,說明小車的摩擦力小于重力的分力,所以原因是實驗前木板右端墊得過高.
②圖中的力F理論上指繩對小車的拉力,而實驗中卻用小盤和重物的重力表示,故選A.
故答案為:(1)0.85,0.7,5;
(2)細線對車的拉力F,小車的質(zhì)量M;
(3)①平衡摩擦力時木板的右端墊得過高;
②A.

點評 實驗問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決.對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由.其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當清楚.數(shù)據(jù)處理時注意單位的換算.

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