Question

某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验．图1a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（总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板．

（1）图1b给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a=　m/s²　 （保留三位有效数字）．

（2）若保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M，分别得到小车加速度a与质量M及对应的数据如下表所示．

次　　　数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
小车加速度a/（m?s﹣2）	1.98	1.72	1.48	1.25	1.00	0.75	0.48	0.50	0.30
小车质量M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	0.75	1.00	1.67
小车质量 /kg﹣1	4.00	3.44	3.00	2.50	2.00	1.41	1.33	1.00	0.60

根据表中数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图2所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，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之间存在的关系是　　．

某同学在探究a与F的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F，作出a﹣F图线如图3所示，试分析图线不过原点的原因是　　，图线上部弯曲的原因是　没有满　．

在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫做　　法．

Answer 1

考点：

探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

专题：

实验题．

分析：

纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的加速度．

根据表格中数据采用描点法画出图象，找出它们之间的关系．

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．

该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．

解答：

解：（1）每相邻两计数点间还有4个打出的点，计数点时间间隔T=0.1s．根据△x=aT²，有：

=m/s²=0.600m/s²

（2）根据图表在坐标纸上描点，然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来，图象如图所示：

从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是成反比．

（3）开始物体所受拉力为零时，却产生了加速度，故操作过程中平衡摩擦力时木板倾角过大，随着外力F的增大，砂和砂筒的质量越来越大，最后出现了不满足远小于小车质量的情况，因此图线出现了偏折现象．

（4）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．

故答案为：（1）0.600；（2）；（3）平衡摩擦力时木板倾角太大；没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；（4）控制变量．

点评：

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，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含义．