Question

某同学利用图 1 所示的实验装置在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时，

（1）图 2 为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的 5 个计数点，依次为 A、 B、C、D 和 E，相邻计数点之间还有 4 个点没有标出，已知打点计时器所使用交流电源 的频率为 50Hz．由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为 sAB=4.22cm 、sBC=4. 65cm、 SCD =5.08cm、sDE =5.49cm, 打点计时器打下 C 点时，小车的速度大小为_____m/s，小 车的加速度大小为_____m/s²．（结果保留两位有效数字）

                  

（2）某同学探究“保持物体所受合外力不变，其加速度与质量的关系”时，作出如图 3所示的图象，由图象可知，小车受到的合外力的大小是__________N.

（3）该同学探究“保持物体质量不变，其加速度与所受合外力的关系”时，根据实验测 得的数据得出的 a-F 图线，如图 4 所示，图线既不过原点，又不是直线，其原因可能是（__________）

A.实验中摩擦力没有平衡

B.实验中摩擦力平衡过度

C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行

D.实验中未满足钩码质量远小于小车质量．

Answer

（1）0.49, 0.42 (±0.01都对) （2）0.2 （3）AD

【解析】

（1）中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，利用逐差法求得加速度；（2）根据图象，斜率代表合力即可求得；（3）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．得出图象弯曲的原因是：配重质量没有达到远小于小车质量的条件．

（1）C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，故有：

根据逐差法求得加速度为：

（2）在图象中，斜率代表合力，故有：

（3）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，故图象不过原点的原因是：未平衡摩擦力或木板倾角过小；当不满足配重质量＜＜小车质量时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小，故图象弯曲的原因是：配重质量没有达到远小于小车质量的条件，故选AD．