Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖4－2－13甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖(交流電的頻率為50 Hz)．

圖4－2－13

(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s²(保留兩位有效數(shù)字)．

(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3	4	5	6	7	8
小車(chē)加速度a/(m·s－2)	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小車(chē)質(zhì)量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
/kg－1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

請(qǐng)?jiān)谌鐖D4－2－14所示的方格坐標(biāo)紙中畫(huà)出a－圖線，并依據(jù)圖線求出小車(chē)加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是________．

圖4－2－14

圖4－2－15

(3)保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線，如圖4－2－15所示．該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，請(qǐng)你分析其主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

Answer 1

解析：(1)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)，從紙帶上可得到四段位移的大小，可以選用逐差法計(jì)算加速度．

由x₁＝6.19 cm　x₂＝6.70 cm

x₃＝7.21 cm　x₄＝7.72 cm

電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周期T＝＝0.02 s

用逐差法可得x₃－x₁＝2a(2T)²　x₄－x₂＝2a(2T)²

故a＝＝＝3.2 m/s².

(2)在a－坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線得a－圖線如圖所示，可得a＝

(3)由a－F圖線F增大至某值時(shí)物體開(kāi)始有加速度，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分．

答案：(1)3.2 m/s²　(2)見(jiàn)解析　a＝

(3)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分