Question

17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)等于砂和砂桶總重力，小車運(yùn)動(dòng)加速度a可由紙帶上點(diǎn)求得．

①圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶（交流電的頻率為50Hz），由圖中數(shù)據(jù)求出小車加速度值為2.99m/s²；
②保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖（c），該圖線不通過原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)△x=aT²求利用逐差法求出紙帶的加速度．
（2）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）紙帶上從左往右兩個(gè)點(diǎn)之間的位移依次記著s₁到s₈，以a表示加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，由圖可知，中間有一點(diǎn)，故T=0.04s   有：
a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{（{s}_{5}+{s}_{6}+{s}_{7}+{s}_{8}）-（{s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3}+{s}_{4}）}{16{T}^{2}}$=$\frac{（7.72+7.21+6.71+6.25）-（5.76+5.29+4.87+4.31）}{16×（0.04）^{2}}$×10^-2m/s=2.99m/s．
（2）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）2.99；（2）實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵會(huì)從紙帶上求瞬時(shí)速度和加速度，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)中要注意的事項(xiàng)，并掌握誤差分析的基本方法．