Question

（1）某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”。

①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候____________（填“需要”或“不需要”）挂砂桶,_____________ （填“需要”或“不需要”）安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后______________（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。

②实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度v_B=__________m/s。

③该同学探究“小车的加速度与所受合力的关系”时，通过测量和处理实验数据，得到如图3所示的a–F图线，发现图线不过坐标原点，请分析其原因是：______________________ ；该图线斜率的物理意义是：___________  。

Answer

不需要； 需要； 不需要； 0.44； 平衡摩擦力不足； 小车质量的倒数；

【解析】①该实验开始前需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力的时候不需要挂砂桶， 需要安装纸带和打开打点计时器；每次改变小车的质量后不需要重新平衡摩擦力。

②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有： 。

③从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，即小车还受到摩擦力的作用，说明摩擦力还没有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够，没有完全平衡掉摩擦力，所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力。根据，可知a-F图象的斜率表示小车质量M的倒数。