Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系的實驗，如圖所示，圖甲為實驗裝置簡圖（交流電的頻率為50Hz）。由打點計時器得到一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間有4個點未畫出，其中x1=7.05cm，x2=7.65cm、x3=8.25cm、x4=8.85cm、x5=9.45cm、x6=10.05cm。

(1)圖乙為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出打下2計數(shù)點時的小車的速度___m/s；運動過程中小車的加速度大小為___m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

(2)為使沙桶及桶內(nèi)沙的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是桶及桶內(nèi)沙的總質(zhì)量___木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。（填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”）

(3)保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖所示。該圖線不通過原點，請你分析其主要原因是_________。

Answer 1

【答案】0.795 0.600 遠(yuǎn)小于 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不完全

【解析】

(1) 由于交流電的頻率為50Hz，故打點時間間隔為0.02s，所以每兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T=0.1s，根據(jù)紙帶可求出打下2計數(shù)點時的小車的速度

v2==0.795m/s

利用逐差法x=aT2可得運動過程中小車的加速度大小為

(2)為使沙桶及桶內(nèi)沙的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是桶及桶內(nèi)沙的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。

(3) 如圖所示，速度a隨合力F變化的圖線，不通過原點，即當(dāng)F不等于零時，加速度仍為零，主要原因是沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不完全。