Question

某同学在做“探究加速度与力的关系”的实验中，使用了右图甲所示的装置，将小车放在轨道上，小车的一端连接一条穿过打点计时器的纸带，另一端用细绳与钩码连接，细绳跨过定滑轮
（1）在“探究加速度与力、质量的关系”这一实验中甲乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为图乙中的直线Ⅰ和直线II，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，
其中可能正确的是

BC

．
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（2）关于实验的操作过程下列说法正确的是

A

．
A．先接通电源，后释放小车
B．轨道应保持水平
C．实验中认为细绳对小车的拉力大小等于钩码的重力，所以钩码的质量越大实验效果越好
D．需要知道小车的质量
该同学实验时打出了5条纸带，并且计算出了小车的加速度，将小车的加速度和受的拉力列在下表中

a/ms-2	0.41	0.59	0.80	1.02	1.20
F/N	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（3）根据表格中的数据，在答题卡坐标纸上取适当的刻度，画出a-F图象．
（4）由图象可以得到实验的结论是

质量一定时，加速度与作用力成正比

．

Answer 1

分析：（1）实验时要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于线的拉力，a-F图象不过原点，在F轴上有截距；平衡摩擦力时如果木板垫得过高，过平衡摩擦力，在小车受到的合力大于线的拉力，a-F图象不过原点，在a轴上有截距．
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．通过作图法研究两个变量之间的关系是物理里常用的一种手段，只有直线图形可以清楚地说明两变量之间的关系．

解答：解：（1）A、由图象可知，甲的图象在a轴上有截距，说明甲平衡摩擦力过度，平衡摩擦力时，长木板末端抬的过高，故A错误，B正确；
C、由图象可知，乙图象在F轴上有截距，说明乙没有平衡摩擦力，或平衡摩擦力时木板垫的太低，木板倾角太小，平衡摩擦力不足，故C正确，D错误；
故选BC．
（2）A、实验时应先接通电源，然后再放开小车，故A正确，
B、实验时应平衡摩擦力，需要把木板一端垫起，轨道（木板）不应保持水平，故B错误；
C、设小车的质量为M，钩码和小桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：对m：mg-F_拉=ma，对M：F_拉=Ma，
解得：F_拉=

mMg

m+M

=

mg

1+ m M

，当m＜＜M时，即当钩码和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于钩码和小桶的总重力，故C错误．
D、在“探究加速度与力的关系”的实验，只要保持小车质量不变即可，可以不测出小车质量，故D错误．
（3）应用描点法作图，根据表中实验数据，在坐标系中描出对应点，然后作出图象，图象如图所示．

（4）由a-F图象可知，图象是一条过原点的倾斜直线，即a与F成正比，
由此可得：小车质量一定时，加速度与作用力成正比．
故答案为：（1）BC；（2）A；（3）图象如图所示；（4）质量一定时，加速度与作用力成正比．

点评：在探究加速度与力、质量的关系实验中，要平衡摩擦力，要掌握平衡摩擦力的方法．
该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．
这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决．