Question

【題目】某同學設計了一個探究加速度與物體所受合外力F及質量M的關系實驗。下圖為實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砂的砂桶（總質量為m），D為一端帶有定滑輪的長木板。

若保持砂和砂桶質量m不變，改變小車質量M，分別得到小車加速度a與質量M及對應的數據如下表所示。

（1）根據表中數據，為直觀反映F不變時a與M的關系，請在下圖所示的方格坐標紙中選擇恰當的物理量建立坐標系，并作出圖線。

（2）從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質量M之間存在的關系是_________。

（3）某同學在探究a與F的關系時，把砂和砂桶的總重力當作小車的合外力F，作出a－F圖線如圖所示，試分析圖線不過原點的原因是 _______，圖線上部彎曲的原因是 _____。

（4）在這個實驗中，為了探究兩個物理量之間的關系，要保持第三個物理量不變，這種探究方法叫做 __________法。

Answer 1

【答案】如圖：

a與M成反比平衡摩擦力時木板傾角太大 ；沒有滿足砂和砂桶的總質量遠小于小車質量M�？刂谱兞�

【解析】（1）根據圖表在坐標紙上描點，然后用一條直線將這些點和坐標原點連接起來，圖象如圖所示：

（2）從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質量M之間存在的關系是成反比，即a∝.

（3）開始物體所受拉力為零時，卻產生了加速度，故操作過程中平衡摩擦力時木板傾角過大，隨著外力F的增大，砂和砂筒的質量越來越大，最后出現了不滿足遠小于小車質量的情況，因此圖線出現了偏折現象．
（4）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．