Question

16．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)中，有兩位同學(xué)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(biāo)原點(diǎn)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(biāo)原點(diǎn)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(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量．．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)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(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量來減小實(shí)驗(yàn)的誤差．

解答 解：（1）開始當(dāng)小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，故導(dǎo)致圖象不過原點(diǎn)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(shè)小車的質(zhì)量為M，砂和砂桶的質(zhì)量為m，根據(jù)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(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)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(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)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(zhì)量就沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量，由加速度表達(dá)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(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)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(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量．

點(diǎn)評 在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法，本實(shí)驗(yàn)只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于勾碼質(zhì)量的雙重條件下，才能用勾碼重力代替小車所受的合力．