Question

9．某同學(xué)在做“探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F等于砂和砂桶的總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上打出的點(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3.2m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．
（2）在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m的相關(guān)數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
小車加速度a/m•s-2	1.72	1.48	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小車質(zhì)量m/kg	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
質(zhì)量倒數(shù)$\frac{1}{m}$/kg-1	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D（c）方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)變量建立坐標(biāo)系，并作出相應(yīng)的圖線，根據(jù)所作出的圖線，可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
（3）在“探究加速度a與力F的關(guān)系”時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砂的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖（d）所示，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)的原因是實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
紙帶實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)的加速度．

解答 解：（1）相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.04s，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：△x=at²，
得：a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=3.2m/s²
（2）可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比
（3）當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)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，原因是實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．
故答案為：（1）3.2，
（2）如上圖所示，在誤差允許的范圍內(nèi)，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比，
（3）實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

點(diǎn)評(píng) 觀反映兩個(gè)物理量的關(guān)系是要找出這兩個(gè)量的線性關(guān)系，即畫出直線圖象．
該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系．