Question

如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A

如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，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等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．（交流电的频率为50Hz）（1）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1m数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是；次数12345678小车加速度a/m?s-21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671m（kg-1）4.003.503.002.52.001.401.000.60（2）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是______；（3）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ．要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有______；实验测得的动摩擦因数μ比真实值______（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

（1）：根据a=

F

m

可知，F不变时应有：a=F?

1

m

，所以纵轴应是加速度a，横轴应是小车质量m的倒数

1

m

，画出的图象如图所示：

（2）：a-F图象不过原点，纵轴有截距，说明当小车质量倒数为零即小车的质量为无穷大时小车加速度不是0，说明实验中平衡摩擦力过分或斜面的倾角过大；
（3）：根据△x=a

t

2

可知，需要测量纸带上两相邻相等时间内的位移差△x即可；
对滑块测量加速度时有：mg-μMg=M

a

测

，
实际上应满足：F-μMg=M

a

真

再对砂桶分析可知应有mg-F=m

a

真

比较可知F＜mg，所以

a

测

＞

a

真

故答案为：（1）如图；（2）实验中平衡摩擦力过分或斜面的倾角过大；（3）纸带上两相邻相等时间内的位移差△x，偏大