Question

如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中近似认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在      （选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮的高度，使      ．

（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分，电火花打点计时器的电源频率为50Hz，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为      m/s，由纸带求出小车的加速度的大小a=      m/s²．（计算结果均保留2位有效数字）

（3）在“探究加速度与合外力的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中砝码的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（c）所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因为      ．

Answer

（1）交流；细线与木板平行；（2）0.26；0.50；（3）平衡摩擦力过度

【解析】

试题分析：（1）电火花打点计时器应使用交流电源，为了使绳子的拉力等于合力，绳子的方向应与长木板平行；

（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上打3点时小车的瞬时速度大小；

（3）实验时应平衡摩擦力，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a﹣F图象在F轴上有截距；平衡摩擦力过度，在a﹣F图象的a轴上有截距．

【解析】
（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．

（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：

=0.26m/s

根据作差法得：

a==0.49m/s2．

（3）由图象可知，a﹣F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．

故答案为：（1）交流；细线与木板平行；（2）0.26；0.50；（3）平衡摩擦力过度．

【点评】本题考查了打点计时器的应用及打出的纸带的处理方法，有利于学生基本知识的掌握，同时也考查了学生对实验数据的处理方法，及试验条件的掌握，难度适中．