Question

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及对应的数据如表所示．根据表数据，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．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      ．

次数	1	2	3	4	5
小车加速度a/（m•s^﹣2）	1.98	1.48	1.00	0.67	0.50
小车质量M/kg	0.25	0.33	0.50	0.75	1.00
质量倒数/kg^﹣1	4.00	3.00	2.00	1.33	1.00

②某同学在探究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，试分析图线不过原点的原因是      ．

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      法．

Answer

（1）

；成反比；

（2）平衡摩擦力过度；

（3）控制变量

【解析】

试题分析：1、为研究a与m的关系，作a与的关系图线，注意选取好标度．根据图象运用数学知识求出物理量的关系；

2、由图象可知，还没有挂重物时，小车已经产生了加速度，由此可知图象不过原点的原因；

3、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．

【解析】
（1）根据表格数据，通过描点，作出图线，如下图所示．

根据图象可知，a与成正比，即F不变时，小车加速度a与质量M成反比，

（2）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高，即平衡摩擦力过度导致．

（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）如图所示；成反比；（2）平衡摩擦力过度；（3）控制变量

【点评】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．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．

直观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系，即画出直线图象．