Question

在“验证牛顿第二定律”的实验中，打出的纸带如图3-44（a）所示，相邻计数点间的时间间隔是t．

（1）测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为s₁、s₂、s₃、s₄如图（a）所示，为使由实验数据计算的结果更精确一些，计算加速度平均值的公式应为a=    ．
（2）在该实验中，为验证小车质量M不变时，a与M成正比，小车质量M、砂及砂桶的质量m分别选取下列四组值．
A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分别为50g、70g、：100g、125g
D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
若其他操作都正确，那么在选用    组值测量时所画出的a一F图象较准确．
（3）有位同学通过测量，作出a-F图象，如图（b）所示．试分析：
①图象不通过原点的原因是    ．
②图象上部弯曲的原因是    ．

Answer

（1）运动为匀加速直线运动，所以加速度可由逐差法取出．
（2）实验时要求小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m，根据这个要求做出选择即可．
（3）根据图象，分析误差出现的原因：平衡摩擦力的原因和小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m关系的原因．
【解析】
（1）由匀变速运动规律得：

联立得：（s3+s4）-（s1+s2）=4at2解得：
a=
（2）实验时要求小车质量M要远远大于砂及砂桶的质量m，只有B中M与m相差最大，
故选：B
（3）从a-F图象中可以看出：
①当F不为零时，物体仍然没有加速度，所以图象不通过原点的原因是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
设加速度为a：
对小车：F=Ma
对重物：F-mg=ma
联立解得：a=，所以未满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M时，当m逐渐变大时，a逐渐变小，故图象出现弯曲．
所以原因是：未满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
故答案为：（1）a=，（2）B，（3）①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；②未满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M