題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
驗證 a 與 F 成正比,前提是把系統裡所有恆定阻力單獨列出來。寫成 a = (F − f)/m,斜率和兩個截距就各管一件事。
自編示意:滑塊及砝碼總質量 m = 0.400 kg,導軌殘餘阻力 f = 0.0200 N,拉力依次取 0.100、0.200、0.300、0.400、0.500 N;g 與器材讀數均為自擬示意。
二、逐題精講
題1
題1 求五組加速度、圖線斜率與兩個截距,並說明未補償摩擦時圖線怎麼變。
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;橫軸截距(a=0 時)F = f = 0.0200 N;縱軸截距 = −f/m = -0.0500 m/s²。若實驗前沒有補償摩擦,圖線只是整體下移,斜率仍是 2.500,不會變陡或變緩;把「不過原點」直接判成「牛頓第二定律不成立」是誤讀。
答案 a = 0.200、0.700、1.200、1.700、2.200 m/s²;斜率 2.500 kg⁻¹;橫截距 0.0200 N;縱截距 -0.0500 m/s²。
採分點 五點各 0.5 分、斜率 1 分、兩截距各 1 分、圖線平移說明 1 分。
易錯點 把縱軸截距寫成 +0.0500,符號錯,方向也反了。
題2
題2 若某生把總質量記成 0.500 kg,按斜率反推會得到什麼?相對偏差多少?
解析
質量記錯但實測 a 不變時,若直接拿 1/0.500 = 2.000 kg⁻¹ 去當斜率,與真實斜率 2.500 不符;反過來由斜率 1/2.000 = 0.500 kg 反推質量,相對真實 0.400 kg 偏高 (0.500−0.400)/0.400 = 25.0%。這裡偏差來源是質量臺賬(是否把砝碼併入總質量),不是摩擦;摩擦只動截距。寫處置時先查臺賬,不要去調 f 湊斜率。
答案 誤記斜率 2.000 kg⁻¹;反推質量 0.500 kg,偏高 25.0%。
採分點 誤記斜率 1 分、反推質量 1 分、偏差 1 分、偏差來源辨析 1 分。
易錯點 靠改 f 去把斜率湊回 2.500,是把截距問題當成斜率問題。
三、規律小結與對照表
| 量 | 公式 | 數值 | 由圖中哪部分讀出 |
|---|---|---|---|
| a(F=0.100 N) | (F−f)/m | 0.200 m/s² | 數據點 |
| a(F=0.500 N) | (F−f)/m | 2.200 m/s² | 數據點 |
| 斜率 | 1/m | 2.500 kg⁻¹ | 圖線傾斜程度 |
| 橫軸截距 | f | 0.0200 N | 與 F 軸交點 |
| 縱軸截距 | −f/m | -0.0500 m/s² | 與 a 軸交點 |
小結:斜率歸質量,截距歸阻力;不過原點先查阻力,不要改斜率去湊。
四、自測清單
- 能把 a 寫成 (F−f)/m
- 能算五組加速度
- 能由斜率反推質量
- 能由兩截距反推阻力
- 能說明未補摩擦只改截距
- 能辨析偏差來源是質量臺賬