Question

（９分）“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置如圖甲所示．

(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a ＝________m/s².(結果保留兩位有效數字)
(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據如下表：

砝碼盤中砝碼總重力F/N	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a/(m·s－2)	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

請根據實驗數據在圖中作出a－F的關系圖象．

(3)根據提供的實驗數據作出的a－F圖線不通過原點，請說明主要原因．

Answer 1

（1）0.16 m/s²    （２）如圖

（3）未計入砝碼盤重力或砝碼盤的重力不能忽略

試題分析：（1）據題意，通過研究紙帶上的點運動情況可以知道小車的運動情況，紙帶上每隔0.1s取一個計數點，則加速度a=（a₁+a₂）/2，a₁=(x₃₂-x₂₁)/T²，a₂=(x₄₃-x₃₂)/T²，所以加速度大小為a=0.16m/s²；（２）據實驗數據描點過程中按照讓盡量多的點在直線上，不在直線上的點盡量平均分布在直線的兩側，如圖所示。（3）據題意，已經平衡了摩擦力了，既然圖線還是不過原點，則說明不施加拉力時，小車已經具備了一定大小的加速度，則據（m_碼+m_盤）g=(M)a，得a=（m_碼+m_盤）g/M，當沒有加砝碼時有：a=m_盤g/M，即砝碼盤也對小車施加了一定大小的力，致使小車產生一定大小的加速度。即砝碼盤的重力不能忽略不計。