Question

9．某實驗小組利用如圖a所示的實驗裝置來探究當小車質量M一定時，物體運動的加速度a與其所受外力F之間的關系．

（1）由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x=24cm，由圖b中游標卡尺測得遮光條的寬度d=0.52 cm．該實驗小組在做實驗時，將滑塊從如圖a所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間△t₁，遮光條通過光電門2的時間△t₂，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v₁=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v₂=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$，則滑塊的加速度的表達式a=$\frac{{（\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$．（用字母表示）

F（N）	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60	0.70	0.80
a（m•s-2）	0.06	0.11	0.18	0.26	0.30	0.36	0.40	0.43

（2）在本次實驗中，實驗小組通過改變鉤碼質量m總共做了8組實驗，得到如上表所示的實驗數(shù)據．請利用表格數(shù)據，在如圖c所示坐標系中描點做出相應圖象．通過分析表中數(shù)據后，你得出a-F的圖線是否呈線性變化，如果不是請分析其原因：a-F的圖線不是一條直線，因為在以增加鉤碼質量m來增大拉力F的大小時，m越大，M＞＞m的實驗條件越難以保證，所以a-F的圖線會出現(xiàn)向F軸方向偏的情況．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，遮光條的寬度與遮光時間的比值是滑塊的瞬時速度，由勻變速運動的速度位移公式可以求出滑塊的加速度；
（2）根據描點法做出圖象，根據圖象分析原因．

解答 解：（1）由圖示游標卡尺可知，主尺的示數(shù)為5mm，游標尺示數(shù)為2×0.1mm=0.2mm，游標卡尺示數(shù)為5mm+0.2mm=5.2mm=0.52cm；
遮光條的寬度與遮光時間的比值是滑塊的瞬時速度，所以滑塊經過光電門的速度v₁=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$，v₂=$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$；
滑塊做勻變速直線運動，則v₂²-v₁²=2ax，
則加速度a=$\frac{（{\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}）}^{2}-（\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$，
（2）根據描點法做出圖象，如圖所示：

a-F的圖線不是一條直線，因為在以增加鉤碼質量m來增大拉力F的大小時，m越大，M＞＞m的實驗條件越難以保證，所以a-F的圖線會出現(xiàn)向F軸方向偏的情況．
故答案為：（1）0.52；$\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}$；$\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}$；$\frac{{（\fracp9vv5xb5{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracp9vv5xb5{△{t}_{1}}）}^{2}}{2x}$；（2）如圖所示；a-F的圖線不是一條直線，因為在以增加鉤碼質量m來增大拉力F的大小時，m越大，M＞＞m的實驗條件越難以保證，所以a-F的圖線會出現(xiàn)向F軸方向偏的情況．

點評 本題主要考查了同學們分析、處理數(shù)據的能力，要求同學們能根據數(shù)據得出有用的結論，并能通過作圖法驗證自己的結論，對游標卡尺讀數(shù)時要注意先確定游標尺的精度，主尺與游標尺的示數(shù)之和是物體的長度，注意游標卡尺不需要估讀．