Question

9．某組同學設計了“探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系”實驗．圖（a）為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車的拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得．

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，已知實驗所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點時的速度為1.6m/s，小車的加速度大小為3.2m/s²．（結果均保留兩位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度a與合力F的關系”時，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖（c），該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因．答：實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)平均速度等于中間時刻瞬時速度求解B點的速度，根據(jù)△x=aT²求解加速度；
（2）圖線不通過坐標原點，當F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）B點的速度等于AC段的平均速度，故${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0619+0.0670}{0.04×2}=1.6m/s$，
從紙帶上看出，相鄰兩點間位移之差為一恒量，△x=0.51cm，根據(jù)△x=aT²得，a=$\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}=3.2m/{s}^{2}$，
（2）圖線不通過坐標原點，F(xiàn)不為零時，加速度仍為零，知實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）1.6，3.2；  ②實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 本題考查了打點計時器的應用及打出的紙帶的處理方法，有利于學生基本知識的掌握，同時也考查了學生對實驗數(shù)據(jù)的處理方法，及試驗條件的掌握，平衡摩擦力的方法．