Question

某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验，图a为实验装置图，A为小车，B为打点计时器，C为装有沙的沙桶，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的拉力F等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度a可由打点计时器在纸带上打出的点求得

（1）图b为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s，由图中数据求出小车加速度值为_____________（计算结果保留两位有效数字）。

（2）保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时，a与m的关系，请在图c中选中恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线。

（3）从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间的定量关系是_________。

（4）保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F图线如图d，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是_________。

Answer

（1）（2）如图所示

（3）（4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】

试题分析：（1）根据逐差法可得，

（2）由表格可知小车的加速度与质量的倒数成正比，根据描点法画出图象，如图所示

（3）图象为一倾斜的直线，斜率，所以

（4）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

考点：探究加速度与物体所受合力及质量间关系的实验

【名师点睛】明确实验原理是解决有关实验问题的关键．在验证牛顿第二定律实验中，注意以下几点：（1）平衡摩擦力，这样绳子拉力才为合力；（2）满足砝码（连同砝码盘）质量远小于小车的质量，这样绳子拉力才近似等于砝码（连同砝码盘）的重力；（3）用“二分法”求出小车的加速度