Question

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．

①图2为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为

1.6

m/s，小车的加速度大小为

3.2

m/s²．（结果均保留二位有效数字）
②在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图3所示）．请继续帮助该同学作出坐标系中的图象．
③在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图4，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．答：

实验前未平衡摩擦力

．

Answer 1

分析：①根据△x=aT²求出纸带的加速度
②为研究a与m的关系，作a-

1

m

的关系关系图线，注意选取好标度．
③图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．

解答：解：①v_B=

XAC

0.02×4

=

6.19+6.70

0.08

×10^-2=1.6m/s；从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量，△x=0.51cm，根据△x=aT²得，a=

△x

T2

=

0.51×10-2

0.042

=3.2m/s²
 ②如图


③图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案为：①1.6，3.2；  ②如图； ③实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

点评：解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度，以及在作图时注意，偏离比较远的点可以舍去．