Question

【題目】某同學設計了“探究加速度a與物體所受合力F及質量m的關系”實驗. 圖為實驗裝置簡圖，A為小車，B為某種打點計時器，C為裝有細砂的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，實驗中認為細繩對小車拉力F等于細砂和小桶的總重量，小車運動的加速度a可用紙帶上打出的點求得。.

（1）圖為實驗中所用打點計時器的學生電源。由學生電源可以判斷該同學選用的是圖中的_____（填“甲”或“ 乙”）打點計時器。

上述圖（b）的安裝中存在的錯誤有：①___________________② _________________ 。

（2）在“探究加速度a與質量m的關系”時，保持細砂和小桶質量不變，改變小車質量m，分別記錄小車加速度a與其質量m的數據. 在分析處理時，該組同學存在兩種方案；甲同學認為應該根據實驗中測得的數據作出小車加速度a與其質量m的圖象；乙同學認為應該根據實驗中測得的數據作出小車加速度a與其質量倒數的圖象。兩位同學都按照自己的方案將實驗數據在坐標系中進行了標注， 但尚未完成圖象（如下圖所示）. 你認為同學______________（填“甲”、“乙”）的方案更合理. 請繼續幫助該同學作出坐標中的圖象 _________。

（3）在“探究加速度a與合力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中細砂的質量，該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F的圖線如圖(c)，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因。答：____________。

Answer 1

【答案】（1） 乙 、 接線柱應接在交流電上 、 電壓應選擇6V檔

（2） 乙 、圖像略

（3） 實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力

【解析】

試題（1）圖（b）為實驗中所用打點計時器的學生電源，由學生電源可以判斷該同學選用的是圖（c）中的乙打點計時器。上述圖（b）的安裝中存在的錯誤有：

① 接線柱應接在交流電上；

②電壓應選擇檔。

（2）由牛頓第二定律可知當合力不變時與成反比，在圖象中應該是雙曲線，但是實驗得出的各組數據是不是落在同一條雙曲線上是不好判斷的，但是的關系是正比例函數，此時各組數據是不是落在同一條直線上是非常容易觀察的，所以乙同學的方案更合理．實驗得出的各組數據應該大體上落在同一條直線上。

（3）從圖象可以看出當有了一定的拉力時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力。