综合题12.0分
物理

某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示.实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:

22.根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系.

23.由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是________.

24.若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是________,钩码的质量应满足的条件是________.

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

非线性;

解析

根据该同学的结果得出a﹣m图线是曲线,即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系;

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

存在摩擦力;

解析

从上图中发现直线没过原点,当a=0时,m≠0,即F≠0,也就是说当绳子上拉力不为0时,小车的加速度为0,所以可能的原因是存在摩擦力.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力;远小于小车的质量

解析

若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是:

①调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,即使得绳子上拉力等于小车的合力.

②根据牛顿第二定律得,整体的加速度,则绳子的拉力,知钩码的质量远小于小车的质量时,绳子的拉力等于钩码的重力,所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量.

考查方向

本题考查了探究加速度与物体质量、合外力的关系知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与计时器、匀变速运直线动的逐差公式等知识点交汇命题。

解题思路

该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究.当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板的右端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.

易错点

不清楚每一项操作存在的理由,比如为什么要平衡摩擦力。不能从实验原理和减少实验误差方面去分析。