Question

某興趣小組設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質量m關系實驗，圖a為實驗裝置簡圖．（所用交變電流的頻率為50Hz）
（1）圖b為某次實驗得到的紙帶，實驗數據如圖，圖中相鄰計數點之間還有4個點未畫出，根據紙帶可求出小車的加速度大小為

0.51

m/s²，打C點時紙帶的速度大小為

0.71

m（保留二位有效數字）

（2）保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，一位同學根據實驗數據作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖所示．該圖線不通過原點，其主要原因是

沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
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的兩個推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度

解答：解：（1）相鄰計數點之間還有4個點未畫出，說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s
利用勻變速直線運動的兩個推論得出：a=

△x

t2

=

(7.21-6.70)cm

0．12s2

=0.51m/s²
v_C=

xBD

tBD

=

6.81+7.32

0.2

×10-2m/s=0.71m/s
（2）從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力相互抵消了．該同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟或摩擦力平衡不夠．
所以原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．
故答案為：（1）0.51；0.71；（2）沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

點評：實驗問題需要結合物理規律去解決．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．