Question

在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”活動中：
某同學設計了如圖a的實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為砂桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂桶和砂的總重量，

（1）圖b是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示．根據圖中數據完成表格中空白處

計數點	1	2	3	4	5	6
瞬時速度/（m/s）	0.165	0.215	0.264	0.314	0.364	0.413

（2）由（1）中的數據在圖c中作出速度-時間圖象并由圖象求出小車的加速度
a=

0.496

 m/s²  （保留3位有效數字）

（3）在“探究加速度與力的關系”時，保持小車的質量不變，改變砂和砂桶的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F的圖線如圖d，則
①圖中的直線不過原點的原因是

平衡摩擦力過大

．
②圖中的力F理論上指

B

，而實驗中卻用

A

表示．（選填字母符號）
A．砂和砂桶的重力      B．繩對小車的拉力
③此圖中直線發生彎曲的原因是

砂和砂桶的質量沒有遠小于車的質量．

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．
實驗問題需要結合物理規律去解決．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．

解答：解：（1）每相鄰兩計數點間還有4個打點，說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s．
根據勻變速直線運動規律知道3點的瞬時速度等于2點到4點的平均速度．
v₃=

x24

t24

=

(0.0240+0.0288)

2×0.1

m/s=0.264m/s
（2 ） 作圖

運用加速度公式：a=

△v

△t

=

(0.413-0.165)m/s

5×0.1s

=0.496m/s²．
（3）①從上d圖中發現直線沒過原點，當F=0時，a＞0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車還有加速度，說明小車的摩擦力小于重力沿斜面向下的分力．該組同學實驗操作中平衡摩擦力過大
②．根據對小車受力分析，圖中的力F理論上指繩對小車的拉力，而實驗中當砂和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砂和小桶的總重力．所以用砂和砂桶的重力表示．
③從圖象上可以看出：F從0開始增加，砂和砂桶的質量遠小于車的質量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面
砂和砂桶的質量就沒有遠小于車的質量呢，那么繩子的拉力與砂和砂桶的總重力就相大呢．
所以原因是砂和砂桶的質量沒有遠小于車的質量．
故答案為：（1）0.264，
（2）0.496
（3）①平衡摩擦力過大
②B，A
③砂和砂桶的質量沒有遠小于車的質量．

點評：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．