Question

“探究加速度與物體質量、物體所受合力的關系”的實驗裝置如圖甲所示．
（1）某同學實驗過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．打點計時器使用50Hz交流電源，圖中A、B、C、D、E為計數點，相鄰兩個計數點間有四個點未畫出，根據紙帶可計算B點的瞬時速度v_B=______m/s，并計算紙帶所對應小車的加速度a=______m/s²．
（2）平衡摩擦力后，用細線跨過定滑輪，將砝碼盤與小車連接，再將5個相同的砝碼都放在小車上，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度，此過程是通過控制______不變，探究加速度與______的關系．（以上空格選填“物體所受合力”或“物體質量”）
（3）根據小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據作出a-F的關系圖象如圖丙所示，并據此圖象確定砝碼盤的質量為______g．（g=9.8m/s²，以上計算結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】分析：B點的速度可由A到C點的平均速度求出，根據作差法求解加速度．實驗要探究三個變量之間的關系，應采用控制變量法研究．
解答：解：（1）根據平均速度等于瞬時速度得：
根據：根據作差法得：a==3.53m/s²
（2）實驗要探究三個變量之間的關系，應采用控制變量法研究，所以應控制物體質量不變，探究加速度與物體所受合力的關系．
（3）根據圖象可知：k==2.5
m=kg
當F=0時，a=0.2m/s²
所以m′g=ma
解得：m′=8.16g
故答案為：（1）0.88；3.53；（2）物體質量；物體所受合力；（3）8.16
點評：用勻變速直線運動的公式處理紙帶的問題是力學實驗里常見的問題，紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，利用勻變速直線運動的推論可求加速度．由于相鄰的時間間隔位移之差不等，我們可以采用逐差法求解．