Question

5．“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”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，計時器大點的時間間隔為0.02s．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=0.16m/s²．（結果保留兩位有效數字）
（2）平衡摩擦力后，將幾個相同的大砝碼都放在小車上，掛上砝碼盤，然后每次另取一個較小質量的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的實驗數據如表：

砝碼盤中砝碼總重力F（N）	0.20	0.40	0.59	0.78	0.98
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丙所示的坐標系中作出a-F圖線不通過原點，請說明主要原因．

Answer 1

分析 該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．
紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動推論，可計算出打出某點時紙帶運動加速度．
根據圖中的數據，合理的設計橫縱坐標的刻度值，據數據確定個點的位置，將個點用一條直線連起來，延長交與坐標軸某一點．
知道為什么需要平衡摩擦力以及不平衡摩擦力帶來什么問題．

解答 解：（1）處理勻變速直線運動中所打出的紙帶，求解加速度用公式△x=at²，
由于每5個點取一個點，則連續(xù)兩點的時間間隔為t=0.1s，
△x=（3.68-3.52）×10^-2m，帶入可得加速度a=0.16m/s²．
（2）根據描點法作出圖象，如圖所示：
（3）未放入砝碼時，小車已有加速度，可以判斷未計入砝碼盤的重力．
故答案為：（1）0.16； （2）（見圖）；a-F圖線不通過原點的原因是未計入砝碼盤的重力

點評 實驗問題需要結合物理規(guī)律去解決．
處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點、拐點、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問題將會迎刃而解．
對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．
數據處理時注意單位的換算和有效數字的保留．