Question

在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，某同學使用了如圖1所示的裝置，打點計時器打點頻率為50Hz．

（1）該同學得到一條紙帶，在紙帶上取連續的六個點，如圖1所示，自A點起，相鄰兩點間的距離分別為10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，則打E點時小車的速度為

0.85

m/s，打A、F兩點的過程中小車的平均速度為

0.7

m/s，小車的加速度為

5

m/s²．

（2）該同學通過對數據的處理作出了如圖2所示的a-F圖象，則
①圖2中的直線不過原點的原因是

平衡摩擦力時木板傾角偏大

．
②圖2中的力F理論上指

B

，而實驗中卻用

A

表示（從下列選項中選填字母符號）．
A．砂和砂桶的重力      B．繩對小車的拉力
③此圖2中直線發生彎曲的原因是

沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶質量的條件

．

Answer 1

分析：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．
直線發生彎曲，由圖可以看出圖象的斜率逐漸減小，結合實驗原理分析原因．

解答：解：（1）利用勻變速直線運動的推論得出：
v_E=

xDF

2T

=

(0.016+0.018)m

2×0.02s

=0.85m/s
小車的加速度為：a=

△x

t2

=

0.012-0.01

0.022

m/s²=5m/s²
（2）①F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是實驗前木板右端墊得過高．
②圖2中的力F理論上指繩子對小車的拉力，而實驗中卻用砂和砂桶的重力；
故填：B，A．
③隨

1

M

增大，小車質量在減小，因此小車質量不再滿足遠大于砂和小砂桶的質量，加速度不可能一直均勻增大，加速度的增大幅度將逐漸減小，最后趨近與定值g．
故答案為：（1）0.85m/s、0.7m/s、5m/s²
（2）①平衡摩擦力時木板傾角偏大；②B、A  ③沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶質量的條件．

點評：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．