Question

（11分）研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示，实验的步骤如下：

①   把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，使定滑轮伸出桌面。

②   把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并把打点计时器连接到电源上。

③   把小车放在长木板上并靠近打点计时器的地方，把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过打点计时器。

④   细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮，另一端悬挂一砝码盘，调整滑轮的高度使滑轮和小车间的细线与长木板平行。

⑤   接通打点计时器电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一列小点。

⑥   改变砝码盘中砝码的质量，更换纸带，重复上面步骤。

⑦   根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度，把每次实验时砝码和砝码盘的重力记录在相应的纸带上。

⑧   以小车的加速度a为纵坐标，细线的拉力F（砝码和砝码盘的总重力）为横坐标，建立坐标系，画出a—F图象得出加速度与力的关系。

（1）上述操作步骤中明显遗漏的步骤是_________________________。

（2）某同学画出的a—F图象如图乙所示，图线不是直线的可能原因是__________________。

（3）另一位同学将本实验做了改动：每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上，其他操作都与上面一样。那么他画出的a—F图象________（填“是”或“不是”）一条过坐标原点的直线，原因是_________________________________________________。

Answer

（1）平衡摩擦力。（3分）

（2）没有满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。（3分）

（3）是（2分），  小车的加速度等于砝码和砝码盘的总重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值，而砝码、砝码盘和小车的总质量不变。（3分） 

【解析】

试题分析：（1）为了保证绳子的拉力为合外力，需要利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力（2）只有当砝码的总重力远远小于小车的重力时，绳子的拉力才约等于砝码的总重力，因此图线为曲线的原因是没有满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（3）每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上，保证了系统总的质量不变，小车的加速度等于砝码和砝码盘的总重力与砝码、砝码盘和小车总质量的比值，所以图像为过原点的一条直线

考点：考查验证牛顿第二定律的实验