某实验小组利用如图 1 所示的装置 “ 探究加速度与力、质量的关系 ” 。

（ 1 ）实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要 ________ 、 ________ ；

（ 2 ）某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数 为横坐标，小车的加速度 a 为纵坐标，在坐标纸上作出的 a ­ 关系图线如图 2 所示。由图可分析得出：加速度与质量成 ________ 关系（填 “ 正比 ” 或 “ 反比 ” ）；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角 ________ （填 “ 过大 ” 或 “ 过小 ” ）；

（ 3 ）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条 a ­- F 图线，如图 3 所示。图线 ________ （填 “①” 或 “②” ）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量 m ＝ ________kg 。

答案

天平 ## 刻度尺 刻度尺 ## 天平 反比 过大 ①     0.5

【详解】（ 1 ） [1][2] 除了所给器材以外，实验中还需要刻度尺（用于测量纸带上点间距）和天平（测量小车、托盘及砝码的质量）。

（ 2 ） [3] 由图可知，在不考虑图线不过原点这一误差的情况下， a 与 成正比，所以加速度与质量成反比。

[4] 根据牛顿第二定律有

正常情况下图线应过原点，但图 2 中图线出现了纵截距，说明小车所受合力大于 F ，引起这一误差的主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大。

（ 3 ） [5] 在倾斜轨道上实验时，当 F 为零时，小车就应具有加速度，所以图线应具有纵截距，即图线 ① 是在轨道倾斜情况下得到的。

[6] 设 F ＝ 0 时，小车沿倾斜轨道向下的合力大小为 F′ ，根据牛顿第二定律有

即

所以图线的斜率为

解得