Question

（11分）研究物體運動的加速度與物體所受力的關系的實驗裝置如圖甲所示，實驗的步驟如下：
①  把一端帶有定滑輪的長木板放在水平桌面上，使定滑輪伸出桌面。
②  把打點計時器固定在長木板沒有定滑輪的一端，并把打點計時器連接到電源上。
③  把小車放在長木板上并靠近打點計時器的地方，把紙帶的一端固定在小車上且讓紙帶穿過打點計時器。
④  細線的一端固定在小車上并跨過定滑輪，另一端懸掛一砝碼盤，調整滑輪的高度使滑輪和小車間的細線與長木板平行。
⑤  接通打點計時器電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一列小點。
⑥  改變砝碼盤中砝碼的質量，更換紙帶，重復上面步驟。
⑦  根據紙帶上打的點算出每次實驗時小車的加速度，把每次實驗時砝碼和砝碼盤的重力記錄在相應的紙帶上。
⑧  以小車的加速度a為縱坐標，細線的拉力F（砝碼和砝碼盤的總重力）為橫坐標，建立坐標系，畫出a—F圖象得出加速度與力的關系。
（1）上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是_________________________。
（2）某同學畫出的a—F圖象如圖乙所示，圖線不是直線的可能原因是__________________。
（3）另一位同學將本實驗做了改動：每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣。那么他畫出的a—F圖象________（填“是”或“不是”）一條過坐標原點的直線，原因是_________________________________________________。

Answer 1

（1）平衡摩擦力。（3分）
（2）沒有滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量。（3分）
（3）是（2分）， 小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的總重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值，而砝碼、砝碼盤和小車的總質量不變。（3分） 

試題分析：（1）為了保證繩子的拉力為合外力，需要利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力（2）只有當砝碼的總重力遠遠小于小車的重力時，繩子的拉力才約等于砝碼的總重力，因此圖線為曲線的原因是沒有滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量（3）每次實驗時將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，保證了系統總的質量不變，小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的總重力與砝碼、砝碼盤和小車總質量的比值，所以圖像為過原點的一條直線
點評：本題難度中等，注意本實驗要求平衡摩擦力、砝碼的總質量遠遠小于小車的質量，在理解演示實驗的基礎上，能夠理解一些創新的實驗方法