Question

某同學設(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，接220V，50Hz的交流電源；C為鉤碼；D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中可以認為細繩對小車的拉力F等于鉤碼的總重量．

（1）（圖（b）為某次實驗得到的紙帶，該同學由紙帶上的打點每兩個點取一個計數(shù)點，得到A、B、C、D、E幾個計數(shù)點，測量得相鄰計數(shù)點間的長度如圖中所示．則根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為

1.5

m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，應保持鉤碼的重量不變，改變小車質(zhì)量；在“探究加速度與力的關(guān)系”時，應保持小車的質(zhì)量不變，改變鉤碼的重量．這樣的研究方法稱為

控制變量法

．
（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變鉤碼的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與拉力F的關(guān)系圖線如圖（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：

沒有平衡摩擦力

．

Answer 1

分析：運用勻變速直線運動的公式△x=at²去求解加速度．
實驗要探究三個變量之間的關(guān)系，應采用控制變量法研究．
根據(jù)圖象你會發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．

解答：解：（1）該同學由紙帶上的打點每兩個點取一個計數(shù)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
由于相鄰的時間間隔位移之差不等，我們可以采用逐差法求解．
a=

xCE-xAC

4T2

=

0.00553-0.00457

4×(0.04)2

m/s²=1.5m/s²
（2）實驗要探究三個變量之間的關(guān)系，應采用控制變量法研究．
（3）根據(jù)圖象你會發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟．
故答案為：（1）1.5
（2）控制變量
（3）沒有平衡摩擦力

點評：運用勻變速直線運動的公式處理紙帶的問題是力學實驗里常見的問題，紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，利用勻變速直線運動的推論可求加速度．由于相鄰的時間間隔位移之差不等，我們可以采用逐差法求解．即a=

(x3+x4)-(x1+x2)

4T2

．
該實驗的重要一步就是平衡摩擦力，使得小車的合力近似等于砝碼和盤得總重力．