Question

2．某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖2所示的a-F圖象．

（1）圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量否（填“是”或“否”）；
（3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為1.00kg．通過實(shí)驗(yàn)得到如圖3所示的紙帶．紙帶上O為小車運(yùn)動起始時刻所打的點(diǎn)，選取時間間隔為0.1s的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn) A、B、C、D、E、F、G．則小車的加速度a=0.986m/s² （保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，當(dāng)F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；
（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（3）a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；
（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（3）a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=$\frac{△a}{△F}$=$\frac{0.5-0}{0.6-0.1}$=1所以質(zhì)量M=$\frac{1}{k}$=1kg
選擇從A到G的紙帶，由兩分法利用勻變速運(yùn)動的推論△x=aT²可得，a=$\frac{{X}_{DG}{-X}_{AD}}{{（3T）}^{2}}$=$\frac{6（6.77-36.70）-（36.70-15.50）}{{（3×0.1）}^{2}}{×10}^{-2}$m/s²=0.986m/s²
故答案為：（1）沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）否；（3）1.00；0.986

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對象和研究過程，明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問題的前提．分析出a-F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)是很關(guān)鍵的．