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例題精講 · 第 00701 題 · 先寫 a=(F−f)/m,再讓截距自己說話

以自編示意 m=0.400 kg、恆定阻力 0.0200 N 與五組拉力為材料,由 a–F 圖斜率反推質量、由橫軸截距反推阻力,並回代把質量讀錯造成的偏差。

00701題號全 1000 篇 · 第 第117輪 / 第117冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 物理實驗

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)/m0.200 m/s²數據點
a(F=0.500 N)(F−f)/m2.200 m/s²數據點
斜率1/m2.500 kg⁻¹圖線傾斜程度
橫軸截距f0.0200 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
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):運動學測量、光的干涉、牛頓定律、傳感器、電路與聲學相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招物理·a–F 圖驗證牛頓第二定律:斜率給質量,截距給摩擦
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