Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中,某同學使用了如圖所示的裝置,打點計時器的打點頻率為 50Hz。

（1）.該同學得到一條紙帶,在紙帶上取連續的六個點,如圖所示,相鄰兩點間的距離分別為 10.0mm、12.0mm、14.0 mm、16.0 mm、18.0 mm,則打 E點時小車的速度為_____m/s, 小車的加速度為______。

（2）該同學要探究小車的加速度和質量 M的關系,應該保持拉力不變;得到多組數據后他應描繪的圖象

是________(填a-M還是a-)

（3）該同學通過數據的處理作出了 a-F 圖象,如圖所示,則此圖中直線發生彎曲的原因是_____________。

Answer 1

【答案】0.85m/s 5.0m/s2 不滿足砝碼及砝碼盤的總質量遠遠小于小車質量M

【解析】

紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的兩個推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度。本實驗前需要平衡摩擦力，還需滿足砝碼和砝碼盤總質量遠小于小車質量。

（1）利用勻變速直線運動的推論得出：

小車的加速度

（2）根據牛頓第二定律得，。若控制外力F不變，則，以a為縱坐標，為橫坐標，建立的圖像，理論上應為一條過原點的傾斜的直線。

（3）圖像彎曲是因為未滿足砝碼及砝碼盤的總質量遠遠小于小車質量M。

因為根據牛頓第二定律：以砝碼和砝碼盤為對象得

以小車為研究對象得：

聯立解得：，且

所以，若，則，，圖像就不會彎曲。

故本題的答案為：（1）0.85m/s；5.0m/s2 （2） （3）未滿足砝碼及砝碼盤的總質量遠遠小于小車質量M