Question

13．某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為電火花計(jì)時(shí)器，C為裝有細(xì)砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于細(xì)砂和小桶的總重量，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得．

（1）圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶可求出電火花計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)的速度為1.6m/s，小車的加速度大小為3.2m/s²．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（2）在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注，但尚未完成圖象（如圖丙所示）．請(qǐng)繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖象．

（3）在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時(shí)，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因．答：實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)$△x=a{T}_{\;}^{2}$求出紙帶的加速度；
（2）為研究a與m的關(guān)系，作a$-\frac{1}{m}$的關(guān)系圖線，注意選取好標(biāo)度；
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足；

解答 解：（1）${v}_{B}^{\;}=\frac{{x}_{AC}^{\;}}{0.02×4}=\frac{6.19+6.70}{0.08}×1{0}_{\;}^{-2}=1.6m/s$；
從紙帶上看出，相鄰兩點(diǎn)間位移之差為一恒量，△x=0.51cm，根據(jù)$△x=a{T}_{\;}^{2}$得，
$a=\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}=\frac{0.51×1{0}_{\;}^{-2}}{0.0{4}_{\;}^{2}}=3.2m/{s}_{\;}^{2}$
（2）如圖

（3）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時(shí)，加速度仍為零，知實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）1.6，3.2 （2）如圖；（3）實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵會(huì)從紙帶上求瞬時(shí)速度和加速度，以及在作圖時(shí)注意，偏離比較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去．