Question

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为电火

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．（1）图2为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2．（结果保留二位有效数字）（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据．在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数1m的图象．两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图3所示）．你认为同学______（填“甲”、“乙”）的方案更合理，原因是______．（3）在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图4，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因______．

Answer 1

（1）相邻计数点之间还有1个点，说明相邻的两个计数点时间间隔为0.04s
运用匀变速直线运动的公式△x=at²
a=

0.0670?0.0619

(0.04)2

=3.2m/s²；
（2）因为甲同学得出a与m的关系图线为曲线，不能准确得出a与m的关系，而乙同学作出a与

1

m

图线是倾斜直线，得出a与

1

m

成正比，则a与m成反比．
故乙同学方案更合理．
（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．
故答案为：（1）3.2
（2）乙；a与

1

m

图线是倾斜直线，得出a与

1

m

成正比，则a与m成反比．
（3）实验前该同学未平衡（或未完全平衡）摩擦力．