Question

某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花打点计时器，C为装有细砂的小桶，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拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得．

（1）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m分别记录小车加速度a与其质量m的数据．图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz．根据纸带可求出小车的加速度大小为      m/s²．（结果保留二位有效数字）

（2）在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象．乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数的图象．两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如图c示）．你认为同学      （填“甲”、“乙”）的方案更合理，请继续帮助该同学作出坐标系中的图象．

（3）在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图（d），该图线不通过坐标原点，试分析该图线不通过坐标原点的原因      ．

Answer

（1）3.2；（2）乙；如图所示；

（3）平衡摩擦力时，木板垫得过高

【解析】

试题分析：（1）运用匀变速直线运动的公式△x=at2去求解加速度．

（2）为研究a与m的关系，作a与的关系关系图线，注意选取好标度．

（3）图线不通过坐标原点，当F为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度．

【解析】
（1）相邻计数点之间还有1个点，说明相邻的两个计数点时间间隔为t=0.04s

运用匀变速直线运动的公式△x=at2

a==3.2m/s2；

（2）因为甲同学得出a与m的关系图线为曲线，不能准确得出a与m的关系，而乙同学作出a与图线是倾斜直线，得出a与成正比，则a与m成反比．

故乙同学方案更合理，图象如图所所示：

（3）根据图象可以看出，当F为零时，加速度不为零，则平衡摩擦力时，木板垫得过高．

故答案为：（1）3.2；（2）乙；如图所示；（3）平衡摩擦力时，木板垫得过高

【点评】本题考查了打点计时器的应用及打出的纸带的处理方法，有利于学生基本知识的掌握，同时也考查了学生对实验数据的处理方法，及试验条件的掌握，平衡摩擦力的方法．