2024屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)：第四章　2　實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.學(xué)會(huì)用控制變量法探究物理規(guī)律.2.會(huì)測(cè)量加速度、力和質(zhì)量，能作出物體運(yùn)動(dòng)的a－F、a－eq\f(1,m)圖像.3.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖像得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．一、實(shí)驗(yàn)思路——控制變量法1．探究加速度與力的關(guān)系保持小車(chē)質(zhì)量不變，通過(guò)改變槽碼的個(gè)數(shù)改變小車(chē)所受的拉力，測(cè)得不同拉力下小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度，分析加速度與拉力的定量關(guān)系．2．探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系保持小車(chē)所受的拉力不變，通過(guò)在小車(chē)上增加重物改變小車(chē)的質(zhì)量，測(cè)得不同質(zhì)量的小車(chē)對(duì)應(yīng)的加速度，分析加速度與質(zhì)量的定量關(guān)系．二、物理量的測(cè)量1．質(zhì)量的測(cè)量：用天平測(cè)量．在小車(chē)中增減砝碼的數(shù)量可改變小車(chē)的質(zhì)量．2．加速度的測(cè)量(1)方法1：讓小車(chē)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用刻度尺測(cè)量小車(chē)移動(dòng)的位移x，用秒表測(cè)量發(fā)生這段位移所用的時(shí)間t，然后由a＝eq\f(2x,t2)計(jì)算出加速度a.(2)方法2：由紙帶根據(jù)公式Δx＝aT2結(jié)合逐差法計(jì)算出小車(chē)的加速度．(3)方法3：不直接測(cè)量加速度，求加速度之比．例如：讓兩個(gè)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，測(cè)出各自的位移x1、x2，則eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)，把加速度的測(cè)量轉(zhuǎn)換成位移的測(cè)量．3．力的測(cè)量在阻力得到補(bǔ)償?shù)那闆r下，小車(chē)受到的拉力等于小車(chē)所受的合力．(1)在槽碼的質(zhì)量比小車(chē)的質(zhì)量小得多時(shí)，可認(rèn)為小車(chē)所受的拉力近似等于槽碼所受的重力．(2)使用力傳感器可以直接測(cè)量拉力的大小，不需要使槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．三、實(shí)驗(yàn)器材小車(chē)、砝碼、槽碼、細(xì)線、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、刻度尺、天平．四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(以參考案例1為例)1．用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量m，并把數(shù)值記錄下來(lái)．2．按如圖所示的裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車(chē)上先不系細(xì)線)．3．補(bǔ)償阻力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木，反復(fù)移動(dòng)墊木位置，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，直到輕推小車(chē)使小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)可保持勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等)，此時(shí)小車(chē)重力沿木板方向的分力等于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車(chē)的阻力和長(zhǎng)木板的摩擦阻力及其他阻力之和．4．把細(xì)線繞過(guò)定滑輪系在小車(chē)上，另一端掛上槽碼．保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變槽碼的個(gè)數(shù)，以改變小車(chē)所受的拉力．處理紙帶，測(cè)出加速度，將結(jié)果填入表1中．表1小車(chē)質(zhì)量一定拉力F/N加速度a/(m·s－2)5.保持槽碼個(gè)數(shù)不變，即保持小車(chē)所受的拉力不變，在小車(chē)上增減砝碼，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，求出相應(yīng)的加速度，把數(shù)據(jù)記錄在表2中．表2小車(chē)所受的拉力一定質(zhì)量m/kg加速度a/(m·s－2)五、數(shù)據(jù)分析1.分析加速度a與拉力F的定量關(guān)系由表1中記錄的數(shù)據(jù)，以加速度a為縱坐標(biāo)，以拉力F為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a－F圖像，如圖所示，若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，就能說(shuō)明a與F成正比．2．分析加速度a與質(zhì)量m的定量關(guān)系由表2中記錄的數(shù)據(jù)，以a為縱坐標(biāo)，以eq\f(1,m)為橫坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后作出a－eq\f(1,m)圖像，如圖所示．若a－eq\f(1,m)圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，說(shuō)明a與eq\f(1,m)成正比，即a與m成反比．3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)保持物體質(zhì)量不變時(shí)，物體的加速度a與所受拉力F成正比．(2)保持拉力F不變時(shí)，物體的加速度a與質(zhì)量m成反比．六、注意事項(xiàng)1．打點(diǎn)前小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后放開(kāi)小車(chē)．2．在補(bǔ)償阻力時(shí)，不要(選填“要”或“不要”)懸掛槽碼，但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．用手輕輕地給小車(chē)一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔均勻，表明小車(chē)受到的阻力跟它受到的重力沿木板向下的分力平衡．3．作圖時(shí)應(yīng)使所作的直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)也要盡可能地均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去．一、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作例1(2022·北京市房山區(qū)高一期末)如圖所示為某同學(xué)探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．(1)下面列出了一些實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長(zhǎng)木板、墊板、小車(chē)和砝碼、砂和砂桶、天平(附砝碼)．除以上器材外，還需要的有________；A．秒表 B．刻度尺C．交流電源 D．直流電源(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________；A．理想實(shí)驗(yàn)法B．控制變量法C．建立物理模型法(3)實(shí)驗(yàn)中，需要補(bǔ)償打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車(chē)的阻力及其他阻力；小車(chē)放在長(zhǎng)木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．把長(zhǎng)木板一端墊高，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾斜度，使小車(chē)在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長(zhǎng)木板做________運(yùn)動(dòng)；(4)某小組在探究“外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別記錄小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m的數(shù)據(jù)，在分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，該組同學(xué)產(chǎn)生分歧：甲同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m的圖像，如圖(甲)，然后由圖像直接得出a與m成反比．乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)驗(yàn)證a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)是否成正比，并作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)的圖像，如圖(乙)所示．你認(rèn)為同學(xué)________(選填“甲”或“乙”)的方案更合理；答案(1)BC(2)B(3)勻速直線(4)乙解析(1)本實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)位移，則需要刻度尺，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電源，故選B、C.(2)實(shí)驗(yàn)探究外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系，采用的科學(xué)方法是控制變量法，故選B.(3)補(bǔ)償阻力時(shí)，把長(zhǎng)木板一端墊高，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾斜度，使小車(chē)在不受繩的拉力時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)即可．(4)甲同學(xué)作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m的圖像，圖像是一條曲線，不能由圖像直接得出a與m成反比；乙同學(xué)作出小車(chē)加速度a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)的圖像，圖像是一條傾斜的直線，可以得出加速度a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)成正比，所以乙的方案更合理．二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“探究加速度a與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，下圖所示為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖(交流電源的頻率為50Hz)．(1)下圖所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)保持沙和沙桶的質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與其質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的eq\f(1,m)，數(shù)據(jù)如下表．序號(hào)12345678小車(chē)加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車(chē)質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67eq\f(1,m)/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60請(qǐng)?jiān)趫D甲所示的坐標(biāo)紙中畫(huà)出a－eq\f(1,m)圖像，由圖像可得小車(chē)的加速度a與其質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,m)之間的關(guān)系式為_(kāi)_______________．(3)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F變化的圖線，如圖乙所示．該圖線不通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是_______________________．答案(1)3.2(2)見(jiàn)解析圖a＝eq\f(1,2m)(3)實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有補(bǔ)償阻力或者補(bǔ)償阻力不足解析(1)在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)，從紙帶上可得到四段位移，因此可以用逐差法計(jì)算加速度．已知x1＝6.19cm，x2＝6.70cm，x3＝7.21cm，x4＝7.72cm，電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期T＝eq\f(1,f)＝0.02s由逐差法可得x3－x1＝2a1·(2T)2，x4－x2＝2a2·(2T)2則a＝eq\f(a1＋a2,2)＝eq\f(x3＋x4－x1＋x2,2×2×2T2)≈3.2m/s2.(2)在a－eq\f(1,m)坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到a－eq\f(1,m)圖像，如圖所示，得a＝eq\f(1,2m).(3)由a－F圖線可知，F(xiàn)增大到某一值時(shí)小車(chē)才開(kāi)始有加速度，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有補(bǔ)償阻力或者補(bǔ)償阻力不足．三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中G1、G2為兩個(gè)光電門(mén)，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑塊通過(guò)G1、G2光電門(mén)時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄，滑塊連同上面固定的條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，兩光電門(mén)間的距離為x，牽引槽碼的質(zhì)量為m，回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？________________________________________________________________________.(2)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，求得的加速度a的表達(dá)式為_(kāi)___________．(用Δt1、Δt2、D、x表示)答案(1)見(jiàn)解析(2)a＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))2,2x)解析(1)取下?tīng)恳鄞a，滑塊放在任意位置都不動(dòng)；或取下?tīng)恳鄞a，輕推滑塊，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄的兩個(gè)光電門(mén)的光束被遮擋的時(shí)間相等．(2)當(dāng)滑塊通過(guò)G1、G2光電門(mén)時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間為Δt1、Δt2，對(duì)應(yīng)的速度分別為v1＝eq\f(D,Δt1)、v2＝eq\f(D,Δt2)，根據(jù)v22－v12＝2ax求出加速度a＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))2,2x).1．(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A．在補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將槽碼通過(guò)定滑輪用細(xì)繩拴在小車(chē)上B．連接槽碼和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板平行C．補(bǔ)償阻力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)，每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新補(bǔ)償阻力D．小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē)答案BD解析在補(bǔ)償阻力時(shí)，應(yīng)將細(xì)繩從小車(chē)上拿去，墊高長(zhǎng)木板遠(yuǎn)離定滑輪的一端，讓小車(chē)的重力沿木板方向的分力與小車(chē)受到的阻力平衡，故A錯(cuò)誤；若連接槽碼和小車(chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板不保持平行，則繩子拉力的一個(gè)分力等于小車(chē)所受的外力，這樣導(dǎo)致誤差增大，故B正確；補(bǔ)償阻力后長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)，但每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿木板方向的分力和小車(chē)受到的阻力仍能抵消，不需要重新補(bǔ)償阻力，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，而且剛接通電源時(shí)打點(diǎn)不穩(wěn)定，因此要求小車(chē)釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接通電源，再釋放小車(chē)，故D正確．2．如圖甲所示為某同學(xué)研究物體加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖乙是該裝置的俯視圖．兩個(gè)相同的小車(chē)，放在水平桌面上，前端各系一條輕細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)里可放砝碼．兩個(gè)小車(chē)通過(guò)細(xì)繩用黑板擦固定，抬起黑板擦，小盤(pán)和砝碼牽引小車(chē)同時(shí)開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，按下黑板擦，兩小車(chē)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)中補(bǔ)償阻力后，可以通過(guò)在小盤(pán)中增減砝碼來(lái)改變小車(chē)所受的合力，也可以通過(guò)增減小車(chē)上的砝碼來(lái)改變小車(chē)的總質(zhì)量．該同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，則下列說(shuō)法中不正確的是()實(shí)驗(yàn)次數(shù)小車(chē)1總質(zhì)量m1/g小車(chē)2總質(zhì)量m2/g小車(chē)1受合力F1/N小車(chē)2受合力F2/N小車(chē)1位移x1/cm小車(chē)2位移x2/cm15005000.100.2020.139.825005000.100.3015.244.535005000.200.3019.830.842505000.100.1039.720.053004000.100.1020.315.163005000.100.1030.018.0A．研究小車(chē)的加速度與合外力的關(guān)系可以利用第1、2、3三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)B．研究小車(chē)的加速度與小車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系可以利用第2、3、6三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C．研究小車(chē)的加速度與小車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系可以利用第4、5、6三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D．可以通過(guò)比較兩個(gè)小車(chē)的位移來(lái)比較兩個(gè)小車(chē)的加速度大小答案B解析研究小車(chē)的加速度與合外力的關(guān)系必須使小車(chē)的質(zhì)量不變，符合條件的是第1、2、3次實(shí)驗(yàn)，A正確；研究小車(chē)的加速度與小車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系必須使拉力相同，符合條件的是第4、5、6次實(shí)驗(yàn)，B錯(cuò)誤，C正確；由于兩個(gè)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x＝eq\f(1,2)at2，可知，可以通過(guò)比較兩個(gè)小車(chē)的位移來(lái)比較兩個(gè)小車(chē)的加速度大小，D正確．3.(2021·北京市房山區(qū)高一期末)某同學(xué)在探究“物體的加速度與合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用不同質(zhì)量的兩個(gè)小車(chē)分別做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出如圖所示的a－F圖線，圖線與縱軸有交點(diǎn)的原因可能是____________________；圖線與橫軸有交點(diǎn)的原因可能是__________________________．答案補(bǔ)償阻力過(guò)度未補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不足解析圖線與縱軸有交點(diǎn)，即當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車(chē)有加速度，說(shuō)明小車(chē)受到的阻力小于重力沿斜面向下的分力，實(shí)驗(yàn)前補(bǔ)償阻力過(guò)度．圖線與橫軸有交點(diǎn)，即當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車(chē)沒(méi)有加速度，說(shuō)明小車(chē)受到的阻力大于重力沿斜面向下的分力，實(shí)驗(yàn)前未補(bǔ)償阻力或補(bǔ)償阻力不足．4.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車(chē)的加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系．所用交變電源的頻率為50Hz.(1)下圖是他某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示．則小車(chē)的加速度為_(kāi)_______．(2)保持小車(chē)所受的拉力不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別測(cè)得不同質(zhì)量時(shí)小車(chē)加速度a的數(shù)據(jù)如表所示．請(qǐng)?jiān)谙聢D的坐標(biāo)系中作出a－eq\f(1,m)圖像．根據(jù)a－eq\f(1,m)圖像可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________________________________________________．次數(shù)12345678質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67加速度a/(m·s－2)0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.086質(zhì)量倒數(shù)eq\f(1,m)/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60答案見(jiàn)解析解析(1)由題意可知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔T＝0.1s，由Δx＝aT2得a＝eq\f(x3＋x4－x1＋x2,4T2)＝eq\f(7.21＋7.72－6.19＋6.70,4×0.12)×10－2m/s2＝0.51m/s2.(2)如圖所示．結(jié)論：F一定時(shí)，a－eq\f(1,m)圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，即F一定時(shí)，a與m成反比．5．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．(1)在補(bǔ)償小車(chē)受到的阻力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量并標(biāo)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，該小車(chē)的加速度a＝________m/s2.(2)補(bǔ)償阻力后，將5個(gè)相同的槽碼都放在小車(chē)上．掛上槽碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)槽碼添加到槽碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度．小車(chē)的加速度a與槽碼盤(pán)中槽碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：槽碼盤(pán)中槽碼總重力F/N0.1960.3920.5880.7840.980加速度a/(m·s－2)0.691.181.662.182.70請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖所示坐標(biāo)系中作出a－F關(guān)系圖像．(3)本實(shí)驗(yàn)已正確補(bǔ)償了阻力，根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過(guò)原點(diǎn)，主要原因是__________________________________________．答案(1)0.16(2)見(jiàn)解析圖(3)計(jì)算F時(shí)忘記加入槽碼盤(pán)的重力解析(1)由題意可知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5T0＝0.1s.由題圖乙可知Δx＝0.16cm＝1.6×10－3m，由Δx＝aT2可得a＝0.16m/s2.(2)a－F圖像如圖所示．(3)補(bǔ)償阻力后，a－F圖像仍不通過(guò)原點(diǎn)，是由于在計(jì)算F時(shí)忘記加入槽碼盤(pán)的重力，使作出的圖像向左平移．6．(2021·運(yùn)城市高一期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了用配重補(bǔ)償阻力來(lái)探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案，所用裝置如圖甲所示．實(shí)驗(yàn)室另外配備的實(shí)驗(yàn)器材還有刻度尺、測(cè)力計(jì)和若干槽碼，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖乙安裝器材，向右緩慢拉動(dòng)長(zhǎng)木板，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；②取下測(cè)力計(jì)，將測(cè)力計(jì)豎直懸掛，在測(cè)力計(jì)掛鉤上掛上槽碼、掛鉤和沙袋，在沙袋中添加沙子，直至測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于F；③將步驟②中稱重為F的槽碼、掛鉤、沙袋和沙子作為配重，按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材；用刻度尺測(cè)出遮光條寬度d；④保持小車(chē)及所掛配重的質(zhì)量不變，在槽碼掛鉤上加掛1個(gè)槽碼，由靜止釋放小車(chē)，通過(guò)數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間Δt1，通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間Δt2，以及遮光條開(kāi)始遮住光電門(mén)1到開(kāi)始遮住光電門(mén)2的時(shí)間t，計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a；⑤在槽碼掛鉤上依次增加槽碼，每次增加1個(gè)，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a.某次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．槽碼數(shù)量n12345槽碼重力G/N0.0490.0980.1470.1960.245小車(chē)的加速度a/(m·s－2)0.080.160.240.320.40回答下列問(wèn)題：(1)用刻度尺測(cè)量小車(chē)上遮光條的寬度如圖丙所示，遮光條的寬度d＝________×10－3m.(2)用步驟③、④中測(cè)得的物理量字母表示小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式是a＝________.(3)