题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
验证 a 与 F 成正比,前提是把系统里所有恒定阻力单独列出来。写成 a = (F − f)/m,斜率和两个截距就各管一件事。
自编示意:滑块及砝码总质量 m = 0.400 kg,导轨残余阻力 f = 0.0200 N,拉力依次取 0.100、0.200、0.300、0.400、0.500 N;g 与器材读数均为自拟示意。
二、逐题精讲
题1
题1 求五组加速度、图线斜率与两个截距,并说明未补偿摩擦时图线怎么变。
解析
a = (F − 0.0200)/0.400:F=0.100 → 0.200;0.200 → 0.450;0.300 → 0.700;0.400 → 0.950;0.500 → 1.200 m/s²。斜率 = 1/m = 2.500 kg⁻¹;横轴截距(a=0 时)F = f = 0.0200 N;纵轴截距 = −f/m = -0.0500 m/s²。若实验前没有补偿摩擦,图线只是整体下移,斜率仍是 2.500,不会变陡或变缓;把「不过原点」直接判成「牛顿第二定律不成立」是误读。
答案 a = 0.200、0.700、1.200、1.700、2.200 m/s²;斜率 2.500 kg⁻¹;横截距 0.0200 N;纵截距 -0.0500 m/s²。
采分点 五点各 0.5 分、斜率 1 分、两截距各 1 分、图线平移说明 1 分。
易错点 把纵轴截距写成 +0.0500,符号错,方向也反了。
题2
题2 若某生把总质量记成 0.500 kg,按斜率反推会得到什么?相对偏差多少?
解析
质量记错但实测 a 不变时,若直接拿 1/0.500 = 2.000 kg⁻¹ 去当斜率,与真实斜率 2.500 不符;反过来由斜率 1/2.000 = 0.500 kg 反推质量,相对真实 0.400 kg 偏高 (0.500−0.400)/0.400 = 25.0%。这里偏差来源是质量台账(是否把砝码并入总质量),不是摩擦;摩擦只动截距。写处置时先查台账,不要去调 f 凑斜率。
答案 误记斜率 2.000 kg⁻¹;反推质量 0.500 kg,偏高 25.0%。
采分点 误记斜率 1 分、反推质量 1 分、偏差 1 分、偏差来源辨析 1 分。
易错点 靠改 f 去把斜率凑回 2.500,是把截距问题当成斜率问题。
三、规律小结与对照表
| 量 | 公式 | 数值 | 由图中哪部分读出 |
|---|---|---|---|
| a(F=0.100 N) | (F−f)/m | 0.200 m/s² | 数据点 |
| a(F=0.500 N) | (F−f)/m | 2.200 m/s² | 数据点 |
| 斜率 | 1/m | 2.500 kg⁻¹ | 图线倾斜程度 |
| 横轴截距 | f | 0.0200 N | 与 F 轴交点 |
| 纵轴截距 | −f/m | -0.0500 m/s² | 与 a 轴交点 |
小结:斜率归质量,截距归阻力;不过原点先查阻力,不要改斜率去凑。
四、自测清单
- 能把 a 写成 (F−f)/m
- 能算五组加速度
- 能由斜率反推质量
- 能由两截距反推阻力
- 能说明未补摩擦只改截距
- 能辨析偏差来源是质量台账