Question

5．在探究“加速度与力、质量的关系”的活动中：
（1）某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如图1所示．请你指出该装置中的错误或不妥之处（至少两处）：（1）打点计时器接的是直流电源．（2）实验前小车应靠近打点计时器

（2）改正实验装置后，该同学顺得地完成了实验，如图2是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，可算得小车的加速度a=0.20m/s²．
（3）该同学在实验中保持拉力不变，得到了小车加速度随质量变化的一组数据，如表所示，请你选择合适刻度并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线，从图3线中可得出当F不变时，小车加速度与质量之间的关系是物体的加速度与物体的质量成反比．

实验次数	加速度 a/m•s-2	小车与砝码总质量 m/kg	小车与砝码总质量的倒数 m-1/kg-1
1	0.29	0.20	5.0
2	0.25	0.25	4.0
3	0.22	0.30	3.3
4	0.18	0.35	2.9
5	0.16	0.40	2.5

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）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
（3）根据牛顿第二定律可知，加速度和质量成反比，故应该做a-$\frac{1}{M}$图象；采用描点法作图即可．

解答 解：（1）①打点计时器应该用交变电流（图中为直流电源）
②小车离定滑轮太近（离打点计器较远），小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远，这样便于小车运动一段过程，从而能准确测量小车的加速度，减小误差．
（2）相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=$\frac{0.0404-0.0163-0.0163}{4×0.01}$m/s²=0.20m/s²
（3）在合外力保持不变时，物体的加速度与物体的质量成反比，故作出加速度与小车质量倒数的关系图象，如图所示；
从图3线中可得出当F不变时，小车加速度与质量之间的关系是物体的加速度与物体的质量成反比．
故答案为：（1）打点计时器接的是直流电源；实验前小车应靠近打点计时器；（2）0.20；（3）物体的加速度与物体的质量成反比

点评 把握实验原理才能准确的把握实验的操作步骤，才能准确的选择和操作实验器材．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．