Question

【題目】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，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（b）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______m/s，小車的加速度為______m/s2．

（2）該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持______不變；若該同學要探究加速度a和拉力F的關系，應該保持______不變．

（3）該同學通過數據的處理作出了a-F圖象，如圖（c）所示，則

①圖中的直線不過原點的原因是____________________．

②此圖中直線發生彎曲的原因是__________________．

Answer 1

【答案】0.85 5 拉力F恒定 小車質量M恒定 平衡摩擦力過度 不滿足m<<M

【解析】

本題考查驗證牛頓第二定律實驗的原理和誤差分析，其中涉及打點計時器求瞬時速度和加速度的問題。

（1）[1]E點的瞬時速度

[2]利用逐差法選取AE段紙帶求小車加速度

（2）[3]由 可知，若探究加速度a和質量M的關系，應保持拉力F恒定。

[4] 由 可知，若探究加速度a和拉力F的關系，應保持小車質量M恒定。

（3）[5]由圖可知當拉力為零時小車仍有加速度，則此時平衡摩擦力過度。

[6]實驗中由于把繩子拉力當作小車受到的合力，此時必有m<<M，隨著m的增大小車的加速度會逐漸減小，則圖像斜率逐漸減小，故圖像彎曲的原因是不滿足m<<M。