Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．如圖a為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)；B為電火花計(jì)時(shí)器，接220V，50Hz的交流電源；C為鉤碼；D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力F等于鉤碼的總重量．

（1）（圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，該同學(xué)由紙帶上的打點(diǎn)每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，得到A、B、C、D、E幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的長(zhǎng)度如圖中所示．則根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_____m/s²．（保留兩位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)保持鉤碼的重量不變，改變小車(chē)質(zhì)量；在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變鉤碼的重量．這樣的研究方法稱(chēng)為_(kāi)_____．
（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時(shí)，保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變鉤碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與拉力F的關(guān)系圖線(xiàn)如圖（c），該圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因．答：______．

Answer 1

解：（1）該同學(xué)由紙帶上的打點(diǎn)每?jī)蓚�(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，說(shuō)明相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s
運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式△x=at²
由于相鄰的時(shí)間間隔位移之差不等，我們可以采用逐差法求解．
a==m/s²=1.5m/s²
（2）實(shí)驗(yàn)要探究三個(gè)變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究．
（3）根據(jù)圖象你會(huì)發(fā)現(xiàn)直線(xiàn)沒(méi)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(chē)的加速度還為0，說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力這個(gè)步驟．
故答案為：（1）1.5
（2）控制變量
（3）沒(méi)有平衡摩擦力
分析：運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式△x=at²去求解加速度．
實(shí)驗(yàn)要探究三個(gè)變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究．
根據(jù)圖象你會(huì)發(fā)現(xiàn)直線(xiàn)沒(méi)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(chē)的加速度還為0，說(shuō)明小車(chē)的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．
點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式處理紙帶的問(wèn)題是力學(xué)實(shí)驗(yàn)里常見(jiàn)的問(wèn)題，紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論可求加速度．由于相鄰的時(shí)間間隔位移之差不等，我們可以采用逐差法求解．即a=．
該實(shí)驗(yàn)的重要一步就是平衡摩擦力，使得小車(chē)的合力近似等于砝碼和盤(pán)得總重力．