Question

8．在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中
（1）為使細線的拉力等于小車受到的合力，應調節(jié)滑輪的高度，使細線與長木板平行，同時將長木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在不掛（填“掛”或“不掛”）沙桶的情況下做運動．
（2）若某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的加速度a與作用力F的圖線如圖1所示，試分析圖象不過原點的主要原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（3）實驗中得到的一條紙帶如圖2所示，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間的時間間隔為T，則：打點計時器打下點D時，小車運動速度的表達式v_D=$\frac{{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}}{2T}$，小車運動加速度的表達式a=$\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{4{T}_{\;}^{2}}$．

Answer 1

分析 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，了解平衡摩擦力的方法．
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�

解答 解：（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，采取的做法是將帶滑輪的長木板一端適當墊高，使小車在不掛鉤碼的情況下做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力大小等于繩子的拉力；
（2）F≠0，a=0，所以圖線不過原點的主要原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；
（3）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大�。�
v_D=$\frac{{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}}{2T}$；
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=$\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{4{T}_{\;}^{2}}$；
故答案為：（1）不掛    （2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠   （3）$\frac{{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}}{2T}$          $\frac{（{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}）-（{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}）}{4{T}_{\;}^{2}}$

點評 教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．