Question

【題目】用圖所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關系”的實驗。主要實驗步驟如下：

a．測量小車的質量為M，砝碼和托盤的質量為m，滿足m<<M，可以認為砝碼和托盤的重力等于小車所受拉力，記為F。

b．把紙帶系在小車上，并使紙帶穿過打點計時器。把裝有打點計時器的木板一端稍微墊高，使小車在木板上做勻速運動。

c．把連接砝碼和托盤的細線繞過木板上的定滑輪后系在小車上，接通電源，釋放小車，使小車沿長木板運動。

d．打點計時器在紙帶上打下一系列的點，根據計數點間距離求出加速度a。

e．換上新紙帶，保持小車的質量不變，改變砝碼的質量，重復實驗。

f．實驗過程中，小車所受拉力記為F1、F2、F3、F4、F5，對應的加速度記為a1、a2、a3、a4、a5。以加速度a為縱軸、小車所受拉力F為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖所示。

結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：

（1）小車受到拉力為F2時，打出的一條清晰紙帶如圖所示。找一個合適的點當作計時起點0，然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數點，分別記為1、2、3、4，用刻度尺測量出相鄰計數點間的距離分別為x1、x2、x3、x4。則小車的加速度大小為______。根據紙帶還可以求出打點計時器打下點1時，小車的速度大小為_______。

（2）在圖中已標出加速度a1、a3、a4、a5對應的坐標點，請在該圖中標出加速度a2對應的坐標點，并畫出a-F圖像____。

（3）另一組同學實驗時，忘記了平衡摩擦力，繪制出a-F圖線如圖所示。該圖線的斜率為k，縱軸截距為b。由此可知：小車的質量為______，小車所受摩擦力大小為______。

Answer 1

【答案】（1） （2）圖像見解析； （3）

【解析】

（1）根據x=aT2由逐差法可得: ；打點計時器打下點1時，小車的速度大小為；

（2）畫出a-F圖像如圖；

（3）根據F-f=ma，解得，則，，解得，.