Question

3．“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．
（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖2所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離．該小車的加速度a=0.16 m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖象．

（3）根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的a-F圖線不通過原點(diǎn)，請說明主要原因．

Answer 1

分析 （1）小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²求解加速度．
（2）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計(jì)橫縱坐標(biāo)的刻度值，據(jù)數(shù)據(jù)確定個(gè)點(diǎn)的位置，將個(gè)點(diǎn)用一條直線連起來，延長交與坐標(biāo)軸某一點(diǎn)．

解答 解：（1）每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔是0.1s
設(shè)第一段位移為x₁，第二段位移為x₂，由：△x=aT²得：
a=$\frac{{{x}_{2}-x}_{1}}{{T}^{2}}$=0.16m/s²
（2）如圖所示

（3）從圖象中可以看到，砝碼為零時(shí)已經(jīng)有了加速度，是因?yàn)轫来a盤有重力，所以沒有考慮砝碼盤的原因引起的．
故答案為：（1）$\frac{{{x}_{23}-x}_{12}}{{T}^{2}}$，0.16；
（2）如圖；
（3）未計(jì)入砝碼盤的重力的原因引起的．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．
處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問題將會(huì)迎刃而解．
數(shù)據(jù)處理時(shí)注意單位的換算和有效數(shù)字的保留．