Question

4．如圖甲所示是某同學(xué)探究小車加速度與力關(guān)系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細(xì)線拉同一小車，小車前端裝有拉力傳感器可測出細(xì)線的拉力大小，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．

（1）用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，實驗時將小車從圖示A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則小到達(dá)B點時的速度v=$\frac0ibfy7p{△t}$；用刻度尺測出A、B兩點間的距離L，則小車的加速度a=$\frac{v8twmoz^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$（用所測得的物理量表示）．
（2）某同學(xué)測得拉力傳感器的示數(shù)F和小車的加速度a的數(shù)據(jù)如下表所示：

F/N	0.20	0.31	0.40	0.49	0.60
a/（m•s-2）	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)中作出a-F圖象：
（3）由圖象可得到小車總質(zhì)量（包括傳感器）為1.0kg，分析圖象不過原點的主要原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 （1）遮光板通過光電門的時間很短，可以用對應(yīng)時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度；根據(jù)速度位移關(guān)系公式v²=2as列式求解；
（2）（3）通過描點法作出變量之間的圖象關(guān)系，結(jié)合物理規(guī)律分析圖線不過原點的原因．

解答 解：（1）由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度，故
小車到達(dá)B點時的速度v=$\fracbvg2zjz{△t}$
根據(jù)速度位移關(guān)系公式v²=2as，有
a=$\frac{{v}^{2}}{2s}$=$\frac{mrsr7dx^{2}}{2L（△t）^{2}}$
（2）如圖：

（3）小車和砝碼的總質(zhì)量M=$\frac{△F}{△a}$=1.0kg
從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消．該同學(xué)實驗操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
故答案為：
（1）$\frac7kdkl2d{△t}$；$\frac{t3svmaz^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$；
（2）如圖所示；
（3）1.0；未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握描點作圖的方法，知道a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．