Question

如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

（1）图(b)为实验得到的纸带, 图中所示S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆已测出，已知交流电的频率为f，则求小车加速度的表达式为　　　　　 ；

（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的 数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在图（c）坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是　　　 ；

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，某同学根据实验数据作出了加速度a与合力F关系图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是　　　　　　　　 ；

（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ. 实验中认为细绳对滑块拉力F等于砂和砂桶总重力，则要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 ；实验测得的动摩擦因数μ比真实值　 　　　（填“偏大”或“偏小”）.

次　 数	1	2	3	4	5	6	7	8
小车加速度a/m·s－2	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小车质量m/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1. 00	1.67
	4.00	3.50	3.00	2.5	2.00	1.40	1.00	0.60

Answer 1

（1） 略        （2分） 

（2）图略（2分）         a＝1/(2m) （2分） 

（3）实验前未平衡摩擦力           （2分）

（4）砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度；（2分）     偏大（2分）