Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中，采用如圖甲所示的裝置。

（1）某小組在探究“物體質(zhì)量一定時，加速度與合力成正比”的實驗中，測出多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖象，已知實驗過程中細線與木板始終保持平行，則圖線沒有過坐標原點的原因可能是___________，圖線上部彎曲的原因可能是_______。

（2）圖丙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出。從紙帶上測出x1=3.00cm，x2=4.27cm，x5=8.04cm，x6=9.23cm，則木塊加速度的大小a=_______m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力 未滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊的質(zhì)量 1.25

【解析】

（1）實驗中用砂和砂桶的重力代替小車的合力，故要通過將長木板右端墊高來平衡摩擦力和使小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量來減小實驗的誤差；
（2）利用逐差法（x5+x6）-（x1+x2）=8aT2求物體的加速度．

（1）開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏�。�即說明操作過程中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
設(shè)小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：對m：mg-F拉=ma；對M：F拉=Ma；解得：a=，F拉=

當m＜＜M時，即當砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．從圖象上可以看出：F從0開始增加，砂和砂桶的質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面砂和砂桶的質(zhì)量就沒有遠小于車的質(zhì)量，由加速度表達式知a逐漸減小，所以圖象向下彎曲．所以原因是未滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠小于車的質(zhì)量．
（2）由于相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出，故相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為T=5×0.02=0.1s．
應(yīng)該利用逐差法求物體的加速度：（x5+x6）-（x1+x2）=8aT2
解得物體的加速度a=＝=1.25m/s2