Question

5．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方形木板，實(shí)驗(yàn)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(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，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(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 （1）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)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．
（2）根據(jù)F不等于零時(shí)，a仍然為零，分析圖線不過原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）因?yàn)檫B續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差△x=0.51cm，根據(jù)△x=aT²得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}$=3.19m/s²；
C點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（6.70+7.21）×1{0}^{-2}}{2×0.04}$m/s=1.74m/s．
（2）當(dāng)F不等于零時(shí)，加速度a仍然為零，可知實(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 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意幾個(gè)問題：
1、有效數(shù)字的保留，
2、單位的換算．