Question

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中：
某同学设计了如图a的实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为砂桶，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等于砂桶和砂的总重量，

（1）图b是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据完成表格中空白处

计数点	1	2	3	4	5	6
瞬时速度/（m/s）	0.165	0.215	0.264	0.314	0.364	0.413

（2）由（1）中的数据在图c中作出速度-时间图象并由图象求出小车的加速度
a=

0.496

 m/s²  （保留3位有效数字）

（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，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d，则
①图中的直线不过原点的原因是

平衡摩擦力过大

．
②图中的力F理论上指

B

，而实验中却用

A

表示．（选填字母符号）
A．砂和砂桶的重力      B．绳对小车的拉力
③此图中直线发生弯曲的原因是

砂和砂桶的质量没有远小于车的质量．

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．
实验问题需要结合物理规律去解决．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．

解答：解：（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s．
根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度．
v₃=

x24

t24

=

(0.0240+0.0288)

2×0.1

m/s=0.264m/s
（2 ） 作图

运用加速度公式：a=

△v

△t

=

(0.413-0.165)m/s

5×0.1s

=0.496m/s²．
（3）①从上d图中发现直线没过原点，当F=0时，a＞0．也就是说当绳子上没有拉力时小车还有加速度，说明小车的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．该组同学实验操作中平衡摩擦力过大
②．根据对小车受力分析，图中的力F理论上指绳对小车的拉力，而实验中当砂和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砂和小桶的总重力．所以用砂和砂桶的重力表示．
③从图象上可以看出：F从0开始增加，砂和砂桶的质量远小于车的质量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面
砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量呢，那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相大呢．
所以原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量．
故答案为：（1）0.264，
（2）0.496
（3）①平衡摩擦力过大
②B，A
③砂和砂桶的质量没有远小于车的质量．

点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．