【每周三题】高三【18】物理实验中的图像问题

【问题】利用如图所示的实验装置探究加速度与合外力的关系。

实验时保持小车的质量不变，以钩码所受的重力视为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带分析计算小车运动的加速度。做实验时，该同学已经平衡了小车受到的阻力，但没有满足m<>的条件。在处理数据时，他以小车的加速度a为纵轴，以小车受到的合力F为横轴，下图中能够正确反映

a?F关系的是__________。

【解析】

方法一：解析式法

设小车质量为M，钩码质量为m，运动过程中，小车和钩码的加速度大小相同，根据牛顿第二定律：

【品析】图像不仅可以形象直观地反映两个物理量之间的关系，还能给我们提供十分具体的信息。所以衍生出了以上解析中的两种方法。

在高中物理中，常常需要推导解析式去确定两个物理量之间的关系，再结合图像处理物理问题。尤其是线性图像，应用十分广泛，例如在探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系、利用单摆测重力加速度、测电池的电动势和内阻、光电效应等等都有涉及。

整理一下解析式法的思路：如何确定两个物理量关系图像，以物理量a、b为例。

【拓展】若利用上题装置探究加速度与小车质量的关系。实验时，仍以钩码所受的重力视为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。在处理数据时，他以小车的加速度的倒数

为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图像，下图中能够正确反映关系的示意图是__________。

【解析】方法一：解析式法

由上题同理得出： 

因此，正确选项为C.

方法二：极限法、特例法