Question

20．（1）在“探究物体运动的加速度与物体质量、物体受力的关 系”实验中，某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图所示，请指出该装置中的错误或不妥之处：
①打点计时器不应使用干电池
②小车初始位置离打点计时器太远；
③没有平衡摩擦力．

（2）几个实验小组在探究小车的加速度a与作用力F的关系时，得出如图2的图象，请分别指出它 们不是正比例函数图象的原因．
A 图：平衡摩擦力时，轨道倾角过大；
B 图：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
C 图：没有满足砂和砂桶总质量远远小于小车的总质量．

Answer 1

分析 （1）打点计时器使用的是交流电源，而干电池是直流电源．接通电源前，小车应紧靠打点计时器，而在该图中小车初始位置离打点计时器太远．
（2）A、图象表明在小车的拉力为0时，合外力大于0，说明平衡摩擦力过度．
B、图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
C、当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．

解答 解：（1）该实验中电磁打点计时器是利用4～6V的交流电源，电火花计时器是利用220V交流电源；不是直流电源．
为了尽可能的利用纸带在释放前小车应紧靠打点计时器；
在本实验中我们认为绳子的拉力等于物体所受的合外力，故在实验前要首先平衡摩擦力．
（2）A、图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即平衡摩擦力时，轨道倾角过大．
B、图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．
C、该实验中当小车的总质量远大于砂和砂桶总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，
随着F的增大，即随着砂和砂桶质量增大，逐渐的砂和砂桶总质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．
故答案为：（1）①打点计时器不应使用干电池；
②小车初始位置离打点计时器太远；
③没有平衡摩擦力．
（2）平衡摩擦力时，轨道倾角过大；
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
没有满足砂和砂桶总质量远远小于小车的总质量．

点评 解决本题的关键掌握探究“加速度与力、质量的关系”实验方法、步骤，以及误差分析，其中对图象的分析要结合实验操作要点，尤其是小车拉力等于砂和砂桶的条件，以及不满足此条件的影响．