题目内容
（10分）某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验，如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下：
a．按图把实验器材安装好，不挂砂桶，反复移动木板下的垫木直到小车做匀速
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶，并在砂桶中放入10枚回形针（经测量每枚回形针的质量为m0=0.5g），接通电源，放在小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，并在纸带上写上编号；
c．保持小车的质量M不变，多次改变砂桶中钓的回形针的数量n，再重复步骤b；
d．算出每条纸带对应的加速度的值；并记入下表中
e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示回形针的枚数n，根据表中数据作出a－n图线。
（1）如图所示为n=30时实验得到的纸带，这位同学已算出打点计时器打下计数点“l” 时纸带的速度为vl=0．54 m/s，请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v3= m/s，表中第3次实验时小车运动的加速度大小为 m/s2。（均保留2位有效数字）。
（2）根据上表已描出部分数据点，请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。
（3）若作出的a－n图线的斜率为k，纵坐标轴上的截距为b，则可求得小车的质量为 ；砂桶的质量为 （结果用k、b及m0等字母表示）。
a．按图把实验器材安装好，不挂砂桶，反复移动木板下的垫木直到小车做匀速
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶，并在砂桶中放入10枚回形针（经测量每枚回形针的质量为m0=0.5g），接通电源，放在小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，并在纸带上写上编号；
c．保持小车的质量M不变，多次改变砂桶中钓的回形针的数量n，再重复步骤b；
d．算出每条纸带对应的加速度的值；并记入下表中
e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示回形针的枚数n，根据表中数据作出a－n图线。
（1）如图所示为n=30时实验得到的纸带，这位同学已算出打点计时器打下计数点“l” 时纸带的速度为vl=0．54 m/s，请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v3= m/s，表中第3次实验时小车运动的加速度大小为 m/s2。（均保留2位有效数字）。
（2）根据上表已描出部分数据点，请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。
（3）若作出的a－n图线的斜率为k，纵坐标轴上的截距为b，则可求得小车的质量为 ；砂桶的质量为 （结果用k、b及m0等字母表示）。
（1）0.65m/s；0.55m/s2；（2）见解析：（3）
；
；
试题分析：（1）由图可知，两个点之间的时间间隔T=5×0.02=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：
；根据v3=v1+at得：
；（2）根据描点法作出图象，如图所示：
（3）对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，而在a-n图象中，n=
，则
，所以
故小车质量
，F=0时，产生的加速度是由于砂桶作用产生的，故有：mg=Ma0，
解得：
；
练习册系列答案
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图象。
的图线如图丁所示。实验中测得两光电门的距离L＝1.0m，砂和砂桶的总质量m1=0.5kg，则图线的斜率为 （要写上相应的单位）；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，则测得的图线斜率将 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）
，测得多组周期T和l的数据，作出T2—
