Question

16．某同學設計了一個“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，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重量，小車運動加速度a可用紙帶上點求得．

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.19m/s²．小車在C點時的速度大小是1.74m/s（保留三位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F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：實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

Answer 1

分析 根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車的加速度大小，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度．
根據(jù)F不為零，加速度仍然為零，分析實驗誤差形成的原因．

解答 解：（1）由紙帶可知，在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差△x=0.51cm，根據(jù)△x=aT²得，小車的加速度大小為：
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.51×1{0}^{-2}}{0.0{4}^{2}}m/{s}^{2}=3.19m/{s}^{2}$，
小車在C點的速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（6.70+7.21）×1{0}^{-2}}{0.08}m/s$=1.74m/s．
（2）由圖線可知，當F不等于零時，加速度仍然為零，知實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．
故答案為：（1）3.19，1.74，（2）實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗誤差的來源，掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)紙帶求解瞬時速度和加速度．