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    11．某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验．图1为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶（总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板．

    （1）若保持砂和砂桶质量m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$\frac{1}{M}$数据如表所示．
    根据表1数据，为直观反映F不变时a与M的关系，请在图2所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系，并作出图线．
    次数12345
    小车加速度a/（m•s-2）1.981.481.000.670.50
    小车质量M/kg0.250.330.500.751.00
    质量倒数$\frac{1}{M}$/kg-14.003.002.001.331.00
    从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是成反比．．
    （2）该同学在探究a与F的关系时，把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F，作出a-F图线如图3所示，图线没通过坐标原点且上部发生了弯曲．
    ①你认为图线上部弯曲的原因是B．
    A．平衡摩擦力时木板倾角太大
    B．没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量M．
    C．没有按要求先接通电源后释放小车
    D．平衡摩擦力时木板倾角太小
    ②为了使作出的a-F图线能过坐标原点，需要调整实验装置，可采取以下措施C
    A．增加小车的质量           B．减小小车的质量
    C．适当垫高长木板的右端           D．适当增加小桶内砝码质量
    （3）在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫做控制变量 法．

    分析 纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
    解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
    该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．

    解答 解：（1）根据表格数据，通过描点，作出图线，如下图所示．

    从图线中得到F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是成反比．
    （2）①开始物体所受拉力为零时，却产生了加速度，故操作过程中平衡摩擦力时木板倾角过大，随着外力F的增大，砂和砂筒的质量越来越大，最后出现了不满足远小于小车质量的情况，因此图线出现了偏折现象．
    故选：B
    ②图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分，所以可采取适当垫高长木板的右端，即平衡摩擦力．
    故选：C
    （3）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．
    故答案为：（1）如图；F不变时，小车加速度a与质量M之间存在的关系是成反比．
    （2）B；C
    （3）控制变量

    点评 解决本题的关键会从纸带上求瞬时速度和加速度，以及在作图时注意，偏离比较远的点可以舍去．若图线与纵轴有交点时，则说明摩擦力没有平衡或没有平衡彻底；若图线与横轴有交点时，则说明摩擦力平衡过度．

    练习册系列答案
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