Question

9．某同學在做“探究加速度a與力F、質量m的關系”實驗時，使用了如圖（a）所示的實驗裝置簡圖，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上打出的點求得．
（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．
（2）在“探究加速度a與質量m的關系”時，保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m的相關數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
小車加速度a/m•s-2	1.72	1.48	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小車質量m/kg	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
質量倒數(shù)$\frac{1}{m}$/kg-1	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與m的關系，請在圖（c）方格坐標紙中選擇恰當變量建立坐標系，并作出相應的圖線，根據(jù)所作出的圖線，可以得出的結論是在誤差允許的范圍內，保持外力不變，物體的加速度與質量成反比．
（3）在“探究加速度a與力F的關系”時，保持小車的質量不變，改變小桶中砂的質量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與力F圖線如圖（d）所示，該圖線不通過坐標原點，試分析圖線不通過坐標原點的原因是實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

Answer 1

分析 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．
紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運的加速度．

解答 解：（1）相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.04s，根據(jù)運動學公式得：△x=at²，
得：a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=3.2m/s²
（2）可以得出的結論是在誤差允許的范圍內，保持外力不變，物體的加速度與質量成反比
（3）當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢，原因是實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．
故答案為：（1）3.2，
（2）如上圖所示，在誤差允許的范圍內，保持外力不變，物體的加速度與質量成反比，
（3）實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分．

點評 觀反映兩個物理量的關系是要找出這兩個量的線性關系，即畫出直線圖象．
該實驗采用的是控制變量法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關系．