Question

在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中：
（1）將實驗器材組裝如圖1所示．請你指出該裝置中的錯誤或不妥之處：
①

電源電壓為220V

②

沒有平衡摩擦力

③

小車沒有靠近打點計時器

（2）改正實驗裝置后，該同學(xué)順利完成了實驗．在實驗中保持小車質(zhì)量不變，改變沙桶的質(zhì)量，測得小車所受繩子的拉力F和加速度a的數(shù)據(jù)如下表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（m/s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在圖2中作出a-F圖象；
②由圖象可知，小車與長木板之間的最大靜摩擦力大小為

0.1

N．
（3）實驗中得到一條紙帶如圖3所示．A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.10s，x₁=1.20cm，x₂=1.60cm，x₃=1.98cm，x₄=2.38cm，x₅=2.79cm，x₆=3.18cm，利用給出的數(shù)據(jù)可求出小車的加速度a=

0.40

m/s²，B點的速度v_B=

0.14

m/s．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）電磁打點計時器應(yīng)使用4-6V的交流電源；實驗前應(yīng)先平衡摩擦力；釋放小車前，小車應(yīng)靠近打點計時器．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后作出a-F圖象；根據(jù)圖象應(yīng)用牛頓第二定律求出小車受到的摩擦力．
（3）先求出計數(shù)點間的時間間隔；做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度；做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內(nèi)的位移差是定值，即：△x=at²．

解答：解：（1）由圖1所示可知，實驗裝置中的錯誤或不妥之處有：①電磁打點計時器應(yīng)使用電壓為4-6V的低壓交流電源而不能使用220V的交流電源；②實驗前沒有平衡摩擦力；③釋放小車前小車應(yīng)靠近打點計時器，圖示中小車遠離打點計時器是錯誤的．
（2）①根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后作出a-F圖象，圖象如圖所示；
②由圖象可知當(dāng)拉力F≤0.1N時，小車靜止不動，加速度為零，當(dāng)F＞0.1N時小車有加速度，由此可知，小車受到的最大靜摩擦力為0.1N．
（3）小車的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

≈0.40m/s²，B點的速度v_B=

x1+x2

2t

=

0.0120+0.0160

2×0.1

=0.14m/s．
故答案為：（1）電源電壓為220V；沒有平衡摩擦力；小車沒有靠近打點計時器；（2）圖象如圖所示；0.1；（3）0.40；0.14．

點評：掌握實驗注意事項、描點法作圖的方法、勻變速直線運動的運動特點是正確解題的關(guān)鍵．