Question

2．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖．（交流電的頻率為50Hz）

（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的$\frac{1}{m}$，數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
小車加速度a（m/s2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小車質(zhì)量m（kg）	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
$\frac{1}{m}$（1/kg）	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

請(qǐng)?jiān)趫D丙的方格坐標(biāo)紙中畫出$\frac{a-1}{m}$圖線，并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)$\frac{1}{m}$之間的關(guān)系式是a=$\frac{1}{2m}$
（3）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隨合力F的變化圖線如圖丙所示．該圖線不通過原點(diǎn)，其主要原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)逐差法△x=aT²可求出物體的加速度．
（2）由圖表所給的數(shù)據(jù)通過描點(diǎn)連線得出物體的加速度a和物體質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$之間的關(guān)系．
（3）①根據(jù)只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度，得出沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

解答 解：（1）由于交流電的頻率為50Hz，故打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，所以每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.1s，利用逐差法△x=aT²可得：
則a=$\frac{0.067-0.0619}{0.0{2}^{2}}$=3.2m/s²；
（2）由圖表分析可知物體加速度a的2倍等于物體質(zhì)量的倒數(shù)即a=$\frac{1}{2m}$．
根據(jù)圖表在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，然后用一條直線將這些點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)連接起來，圖象如圖所示．
（3）①A圖線中當(dāng)F≠0時(shí)物體的加速度a=0，即只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度，故在物體保持靜止的時(shí)候其所受的靜摩擦力等于繩子的拉力，所以出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．
故答案為：（1）3.2；（2）a=$\frac{1}{2m}$；如圖所示；
（3）沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理求出繩子的拉力和加速度之間的關(guān)系，加速度和沙與沙桶的重力之間的關(guān)系，加速度和摩擦因數(shù)之間的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵所在．