Question

如图（a）为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中用细线对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．

（1）关于该实验，下列说法中正确的是

ABD

A．用砝码和小桶的总重力来表示F，对实验结果会产生误差
B．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高
C．使用电火花计时器时先使纸带运动，再接通电源
D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持与木板表面平行
（2）图（b）是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4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，由纸带求出小车的加速度a=

0.50

 m/s²  （加速度a的计算结果保留2位有效数字）
（3）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表：

次数	1	2	3	4	5
小车的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小车的质量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小车质量的倒数m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用上表数据，在（c）图坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系，作出直观反映a与m关系的图象．从图线可得到的结论是

在合外力一定的情况下，物体的加速度与物体的质量成反比

．

Answer 1

分析：（1）探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中为了减小实验的系统误差，要注意两点：①要平衡摩擦力；②要使小车的质量远大于砝码和砝码盘的总质量；
（2）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
（3）根据牛顿第二定律，拉力一定时，物体的加速度与质量成反比，故作a-

1

m

图线，描点作图即可．

解答：解：（1）A、由于砝码和小桶加速下滑，根据牛顿第二定律得拉力和重力的合力向下，
所以拉力小于重力，所以用砝码和小桶的总重力来表示F，对实验结果会产生误差．故A正确；
B、为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高来平衡摩擦力，故B正确；
C、使用电火花计时器时应该先接通电源后使纸带运动，故C错误；
D、木板D的左端被垫高后，图中细线应保持与木板表面平行，故D正确；
故选：ABD；
（2）每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
设0到1之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂+a₃）；
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

x24-x02

4T2

=

(0.0288+0.0240)-(0.0140+0.0189)

4×(0.1)2

m/s²=0.50m/s²；
（3）为研究a与m的关系，利用描点法作a与

1

m

的关系图线如下所示：

从图线可得到的结论是在合外力一定的情况下，物体的加速度与物体的质量成反比．
故答案为：（1）ABD； 
（2）0.50；  
（3）如图，在合外力一定的情况下，物体的加速度与物体的质量成反比．

点评：本题第一问关键是明确减小系统误差的方法；
第二问关键要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．
第三问关键是要做直线图，直线形象、直观，便于说明规律．