Question

9．驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，在小車的質(zhì)量不變的條件下得到了如下一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

拉力F/N	0.196	0.294	0.392	0.490	0.588
加速度a（m/s2）	0.25	0.38	0.90	1.20	1.53

（1）在如圖坐標(biāo)紙上畫a-F圖象，并延長(zhǎng)至橫軸；
（2）從圖中可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（3）從圖中求出小車的質(zhì)量為0.3kg．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)用描點(diǎn)法作出a-F圖象；
（2）F軸有截距說(shuō)明當(dāng)拉力達(dá)到一定值后小車才開始有加速度；
（3）根據(jù)牛頓第二定律寫出F-a的表達(dá)式結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)分析出斜率或截距的物理意義，進(jìn)而求出質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后圖象如圖所示：

（2）由圖示圖象可知，a-F圖象在F軸上有截距，說(shuō)明當(dāng)拉力大到一定值時(shí)才產(chǎn)生加速度，小車受到的合力小于細(xì)線的拉力，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．
（3）由牛頓第二定律得：a=$\frac{1}{m}$F，a-F圖象的斜率為：k=$\frac{1}{m}$=$\frac{1.2-0.2}{0.5-0.2}$=$\frac{10}{3}$，小車的質(zhì)量為：m=$\frac{1}{k}$=0.3kg；
故答案為：（1）圖象如圖所示；（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（3）0.3kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法，要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法；應(yīng)用牛頓第二定律即可解題．