Question

在探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中：
（1）將實驗器材組裝如圖1所示．請你指出該裝置中的錯誤或不妥之處：
①

電源電壓為220V

②

沒有平衡摩擦力

③

小車沒有靠近打點計時器

（2）改正實驗裝置后，該同學順利完成了實驗．在實驗中保持小車質量不變，改變沙桶的質量，測得小車所受繩子的拉力F和加速度a的數據如下表：

F/N	0.21	0.30	0.40	0.49	0.60
a/（m/s-2）	0.10	0.21	0.29	0.41	0.49

①根據測得的數據，在圖2中作出a-F圖象；
②由圖象可知，小車與長木板之間的最大靜摩擦力大小為

0.1

N．
（3）實驗中得到一條紙帶如圖3所示．A、B、C、D、E、F、G為計數點，相鄰計數點間時間間隔為0.10s，x₁=1.20cm，x₂=1.60cm，x₃=1.98cm，x₄=2.38cm，x₅=2.79cm，x₆=3.18cm，利用給出的數據可求出小車的加速度a=

0.40

m/s²，B點的速度v_B=

0.14

m/s．（保留2位有效數字）

Answer 1

分析：（1）電磁打點計時器應使用4-6V的交流電源；實驗前應先平衡摩擦力；釋放小車前，小車應靠近打點計時器．
（2）根據表中實驗數據在坐標系中描出對應的點，然后作出a-F圖象；根據圖象應用牛頓第二定律求出小車受到的摩擦力．
（3）先求出計數點間的時間間隔；做勻變速直線運動的物體在某段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度；做勻變速直線運動的物體在相鄰的相等時間內的位移差是定值，即：△x=at²．

解答：解：（1）由圖1所示可知，實驗裝置中的錯誤或不妥之處有：①電磁打點計時器應使用電壓為4-6V的低壓交流電源而不能使用220V的交流電源；②實驗前沒有平衡摩擦力；③釋放小車前小車應靠近打點計時器，圖示中小車遠離打點計時器是錯誤的．
（2）①根據表中實驗數據在坐標系中描出對應的點，然后作出a-F圖象，圖象如圖所示；
②由圖象可知當拉力F≤0.1N時，小車靜止不動，加速度為零，當F＞0.1N時小車有加速度，由此可知，小車受到的最大靜摩擦力為0.1N．
（3）小車的加速度a=

a1+a2+a3

3

=

x4-x1+x5-x2+x6-x3

9t2

≈0.40m/s²，B點的速度v_B=

x1+x2

2t

=

0.0120+0.0160

2×0.1

=0.14m/s．
故答案為：（1）電源電壓為220V；沒有平衡摩擦力；小車沒有靠近打點計時器；（2）圖象如圖所示；0.1；（3）0.40；0.14．

點評：掌握實驗注意事項、描點法作圖的方法、勻變速直線運動的運動特點是正確解題的關鍵．