Question

16．在“探究加速度與力、質量的關系”這一實驗中，有兩位同學通過測量，分別作出a一F圖象，如圖（a）（b）（c）中的A、B線所示；試分析：

（1）A線不通過坐標原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）B線不通過坐標原點的原因是平衡摩擦力過度；
（3）C圖線發(fā)生彎曲的原因是未滿足砂和砂桶的質量遠小于車的質量．．

Answer 1

分析 實驗中用砂和砂桶的重力代替小車的合力，故要通過將長木板右端墊高來平衡摩擦力和使小車質量遠大于砂和砂桶質量來減小實驗的誤差．

解答 解：（1）開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）圖縱軸的截距大于0，說明在無拉力的情況下物體的加速度大于0，即平衡摩擦力過度．
（3）設小車的質量為M，砂和砂桶的質量為m，根據牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當m＜＜M時，即當砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．
從圖象上可以看出：F從0開始增加，砂和砂桶的質量遠小于車的質量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面砂和砂桶的質量就沒有遠小于車的質量，由加速度表達式知a逐漸減小，所以圖象向下彎曲．所以原因是未滿足砂和砂桶的質量遠小于車的質量．
故答案為：（1）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，（2）平衡摩擦力過度，（3）未滿足砂和砂桶的質量遠小于車的質量．

點評 在“驗證牛頓第二定律”的實驗用控制變量法，本實驗只有在滿足平衡摩擦力和小車質量遠大于勾碼質量的雙重條件下，才能用勾碼重力代替小車所受的合力．