Question

4．如圖甲所示是某同學(xué)探究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車，小車前端裝有拉力傳感器可測(cè)出細(xì)線的拉力大小，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間△t，則小到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v=$\fracdh9lr3t{△t}$；用刻度尺測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的距離L，則小車的加速度a=$\frac{zl9pbvr^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$（用所測(cè)得的物理量表示）．
（2）某同學(xué)測(cè)得拉力傳感器的示數(shù)F和小車的加速度a的數(shù)據(jù)如下表所示：

F/N	0.20	0.31	0.40	0.49	0.60
a/（m•s-2）	0.11	0.19	0.29	0.40	0.51

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)中作出a-F圖象：
（3）由圖象可得到小車總質(zhì)量（包括傳感器）為1.0kg，分析圖象不過(guò)原點(diǎn)的主要原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 （1）遮光板通過(guò)光電門的時(shí)間很短，可以用對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度；根據(jù)速度位移關(guān)系公式v²=2as列式求解；
（2）（3）通過(guò)描點(diǎn)法作出變量之間的圖象關(guān)系，結(jié)合物理規(guī)律分析圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）由于遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，故
小車到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v=$\fracxbp9z3z{△t}$
根據(jù)速度位移關(guān)系公式v²=2as，有
a=$\frac{{v}^{2}}{2s}$=$\frac{tbpb9dx^{2}}{2L（△t）^{2}}$
（2）如圖：

（3）小車和砝碼的總質(zhì)量M=$\frac{△F}{△a}$=1.0kg
從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過(guò)原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說(shuō)明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
故答案為：
（1）$\fracfh9p9dv{△t}$；$\frac{rvhznff^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$；
（2）如圖所示；
（3）1.0；未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握描點(diǎn)作圖的方法，知道a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．