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高一上物理经典例题

15．（12分）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，

图（a）为实验装置简图．（所用交流电的频率为50Hz）

①为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持拉力F不

变，用砂桶及砂所受的重力作为小车所受的拉力，图（b）为某次实验得到的纸带，

实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度

大小为0.64m/s．（保留三位有效数字）2

②在本次实验中，实验小组通过改变小车质量共做了8组实验，得到下表所示的实验数

据，通过分析表中数据，你得出的结论是：在小车所受外力不变的条件下，加速度与

质量成反比例关系．

实验序号12345678

小车加速度a/0.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101

﹣2

（m•s）

小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67

1

现需通过图象进一步验证你的结论，可利用表格数据作图，应在坐标纸中画出a−

图线．

在某次实验中为研究加速度和力的关系，根据测得的多组数据可画出a﹣F关系图线，

如图所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是C．

A．小车与木板之间存在摩擦

B．木板保持了水平状态

C．所挂砂桶及砂的总质量太大

D．所用小车的质量太大．

【解答】解：①为了研究加速度和质量的关系，在实验中必须采用控制变量法，应保持

拉力F不变，用砂桶及砂所受的重力作为小车所受拉力．

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根据△x＝aT，运用逐差法得，a=2(9.68+10.33+10.95−7.74−8.41−9.05)×10−2m/s2＝

9×0.01

0.64m/s2．

②通过分析表中数据，可知在小车所受外力不变的条件下，加速度与质量成反比例关

系．为了研究a与m的关系，若作a﹣m图线，图线为曲线，无法判断a与m的定量关

1

系，应作a−图线．

探究加速度与力的关系实验，当钩码的质量远小于小车质量时，可以近似认为小车受到

的拉力等于钩码的重力，

a﹣F图象是直线，如果钩码质量太大，不能满足钩码质量远小于小车质量时，a﹣F图象

不是直线，发生弯曲，故C正确；

故答案为：①拉力F，小车所受拉力，0.64，②在小车所受外力不变的条件下，加速度

1

与质量成反比例关系，a−，C．

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