Question

某同学设计了一个“探究物体的加速度与所受合力F及质量m的关系”的实验，如图a为实验装置简图，A为小车，

某同学设计了一个“探究物体的加速度与所受合力F及质量m的关系”的实验，如图a为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为鈎码，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等于鈎码的总重量，小车运动加速度a可用纸带上的打点求得．（1）图（b）为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2．（保留二位有效数字）（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持鈎码的质量m钩不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：次数1234567小车加速度a（m?/s2）1.981.481.251.000.660.500.30小车质量m/kg0.250.330.400.500.751.001.67根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线．（如有需要，可利用上表中空格）根据图线可以得出的实验结论是______．（3）在“探究加速度与力的关系”时，保持小车的质量不变，改变鈎码的质量m，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图象如图（d），该图线不通过坐标原点的原因是______，当F较大时，图线发生明显弯曲的原因是______．

Answer 1

（1）从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量，△x=0.51cm，根据△x=aT²得，a=

△x

T2

=

0.51×10?2

0.042

m/s2=3.2m/s²．
（2）如图．
从图中可以看出：F不变时，加速度与质量的倒数成正比，即加速度与质量成反比．
（3）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知平衡摩擦力不足．
当小车的质量远大于钩码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于钩码重力大小，否则图象将会发生弯曲．
所以图象发生弯曲的原因是F较大时，钩码重力与绳的拉力有较大的差异，从而产生很大的误差．
故答案为：（1）3.2；（2）F一定时，a与m成反比；（3）没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力不足；F较大时，钩码重力与绳的拉力有较大的差异，从而产生很大的误差．