Question

5．某實驗小組同學用如圖1所示裝置“探究物體加速度與力、質量的關系”．

（1）打點計時器是一種使用交流（填“交流”或“直流”）電源的計時儀器．
（2）在研究物體中速度與力的關系時，保持不變的物理量是A．
A．小車質量        B．塑料桶和桶中砝碼的質量
（3）實驗中，要使小車的質量遠大于（填“遠大于”或“遠小于”）塑料桶和桶中砝碼的質量，才能認為細線對小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力．
（4）圖2為某次實驗得到的紙帶，測出AB=1.2cm，AC=3.6cm，AD=7.2cm，計數點A、B、C、D中，每相鄰的兩個計數點之間有四個小點未畫出，則運動物體的加速度a=1.2m/s²，打B點時運動物體的速度v_B=0.18m/s．
（5）當小車的質量一定時，測得小車的加速度a與拉力F的數據如下表：

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m•s-2）	0.10	0.23	0.27	0.40	0.49

①根據表中數據，在如圖3所示坐標系中作出a-F圖象．
②圖線存在截距，其原因是未平衡摩擦力或木板的傾角太小．

Answer 1

分析 書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小．
根據表格中的數據作出a-F圖線，分析圖線均在縱軸截距的原因，結合圖線得出a與F的關系．

解答 解：（1）打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器．
（2）探究加速度與力的關系時，要控制小車質量不變而改變拉力大小；
故選：A．
（3）設繩子上拉力為F，對小車根據牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
由①②解得：F=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
由此可知當M＞＞m時，即小車質量遠遠大于塑料桶和桶中砝碼的質量．
（4）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{3.6-1.2-1.2}{0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s²=1.2 m/s²，
打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小為：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{3.6×1{0}^{-2}}{2×0.1}$ m/s=0.18 m/s
（3）根據表格中的數據描點作圖，如下圖所示：

根據圖線知，F不等于零，但是加速度a仍然為零，可知木板與小車之間有摩擦力，未平衡摩擦力或木板的傾角太小．
故答案為：（1）交流；（2）A；（3）遠大于；（4）1.2；0.18；（5）①如上圖所示；②未平衡摩擦力或木板的傾角太小．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．
解決本題的關鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，會通過圖線分析誤差的來源．