Question

【題目】在探究加速度與力、質量關系的實驗中，采用如圖甲所示的裝置。

（1）某小組在探究“物體質量一定時，加速度與合力成正比”的實驗中，測出多組數據，作出了如圖乙所示的圖象，已知實驗過程中細線與木板始終保持平行，則圖線沒有過坐標原點的原因可能是___________，圖線上部彎曲的原因可能是_______。

（2）圖丙為實驗中打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個計數點，相鄰兩計數點間還有4個點未畫出。從紙帶上測出x1=3.00cm，x2=4.27cm，x5=8.04cm，x6=9.23cm，則木塊加速度的大小a=_______m/s2(結果保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力 未滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于木塊的質量 1.25

【解析】

（1）實驗中用砂和砂桶的重力代替小車的合力，故要通過將長木板右端墊高來平衡摩擦力和使小車質量遠大于砂和砂桶質量來減小實驗的誤差；
（2）利用逐差法（x5+x6）-（x1+x2）=8aT2求物體的加速度．

（1）開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏小．即說明操作過程中未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
設小車的質量為M，砂和砂桶的質量為m，根據牛頓第二定律得：對m：mg-F拉=ma；對M：F拉=Ma；解得：a=，F拉=

當m＜＜M時，即當砝碼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砂桶的總重力．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，由加速度表達式知a逐漸減小，所以圖象向下彎曲．所以原因是未滿足砂和砂桶的質量遠小于車的質量．
（2）由于相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出，故相鄰兩計數點間的時間間隔為T=5×0.02=0.1s．
應該利用逐差法求物體的加速度：（x5+x6）-（x1+x2）=8aT2
解得物體的加速度a=＝=1.25m/s2