Question

4．某學(xué)生用如圖1所示的裝置做“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，測小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)，其中的一條紙帶如圖2所示． A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點．己知打點計時器打點周期為0.02s，相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出．

（1）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，打點計時器打B點時小車的速度V_B=0.26m/s，小車的加速度大小為0.4m/s²．測得小車的加速度a和拉力F的其它數(shù)據(jù)如下表所示．

F（N）	0.21	0.30	0.40	0.49
a（m/s2）	0.10	0.21	0.29	0.40

根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，作出a-F圖象如圖3所示
（2）應(yīng)如何調(diào)整實驗裝置，才能使作出的a-F圖線過坐標(biāo)原點C
A．增加小車的質(zhì)量
B．減少小車的質(zhì)量
C．適當(dāng)增大長木板的傾角
D．適當(dāng)減少小桶內(nèi)鉤碼質(zhì)量
（3）按實驗要求調(diào)整實驗裝置后，本實驗可以得到的結(jié)論是在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力稱正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的速度等于平均速度求解B的速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大�。�
（2）通過F不為零時，加速度仍然為零，確定圖線不過原點的原因．
（4）根據(jù)a與F的關(guān)系圖線為直線，確定物體加速度與合力的關(guān)系

解答 解：（1）根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的速度等于平均速度得：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.052}{0.2}=0.26m/s$，
因為AB=24mm，BC=28mm，CD=32mm，DE=36mm，知相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為4mmm，根據(jù)△x=aT²得，a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.004}{0.01}=0.4m/{s}^{2}$．
（2）為了使圖線過原點，則平衡摩擦力，適當(dāng)增大長木板的傾角．故C正確．
（3）實驗發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量不變時，物體的加速度與合外力成正比．
故答案為：
（1）0.26；0.4；（2）C；（3）在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力稱正比．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題．要學(xué)會應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．