Question

【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（1）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．

（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（b）所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2．

（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持______不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持______不变．

（3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图（c）所示，则

①图中的直线不过原点的原因是____________________．

②此图中直线发生弯曲的原因是__________________．

Answer 1

【答案】0.85 5 拉力F恒定 小车质量M恒定 平衡摩擦力过度 不满足m<<M

【解析】

本题考查验证牛顿第二定律实验的原理和误差分析，其中涉及打点计时器求瞬时速度和加速度的问题。

（1）[1]E点的瞬时速度

[2]利用逐差法选取AE段纸带求小车加速度

（2）[3]由 可知，若探究加速度a和质量M的关系，应保持拉力F恒定。

[4] 由 可知，若探究加速度a和拉力F的关系，应保持小车质量M恒定。

（3）[5]由图可知当拉力为零时小车仍有加速度，则此时平衡摩擦力过度。

[6]实验中由于把绳子拉力当作小车受到的合力，此时必有m<<M，随着m的增大小车的加速度会逐渐减小，则图像斜率逐渐减小，故图像弯曲的原因是不满足m<<M。