Question

7．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．圖1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$\frac{1}{M}$數(shù)據(jù)如所示．

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車加速度a/（m•s-2）	1.98	1.48	1.00	0.67	0.50
小車質量M/kg	0.25	0.33	0.50	0.75	1.00
質量倒數(shù)$\frac{1}{M}$/kg-1	4.00	3.00	2.00	1.33	1.00

（1）根據(jù)表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與M的關系，請在圖2所示的方格坐標紙中選擇恰當?shù)奈锢砹拷�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a∝$\frac{1}{M}$．
（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3所示，試分析圖線不過原點的原因是平衡摩擦力時木板傾角太大，圖線上部彎曲的原因是沒有滿足砂和砂桶的總質量遠小于小車質量．
（4）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，這種探究方法叫做控制變量法．

Answer 1

分析 根據(jù)表格中數(shù)據(jù)采用描點法畫出圖象，找出它們之間的關系．
解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．

解答 解：（1）根據(jù)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∝$\frac{1}{M}$
（3）開始物體所受拉力為零時，卻產(chǎn)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(xiàn)了不滿足遠小于小車質量的情況，因此圖線出現(xiàn)了偏折現(xiàn)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．
故答案為：（1）圖象如圖所示；（2）a∝$\frac{1}{M}$；（3）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；（4）控制變量．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．