Question

15．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖所示，則
①圖中的直線不過原點的原因是過度平衡摩擦力，斜面傾角過大．
②圖中的力F理論上是指B，而實驗中卻用A表示．（選填字母符號）
A．砂和砂桶的重力      B．繩對小車的拉力
③此圖中直線發(fā)生彎曲，為了防止直線發(fā)生彎曲，在實驗中，應使小車的質(zhì)量要遠大于（選填“遠大于”、“遠小于”或“等于）砂和砂桶的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法．
探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，由圖象可知，還沒有掛重物時，小車已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，由此可知圖象不過原點的原因．

解答 解：①圖中當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是實驗前木板右端墊得過高，即平衡摩擦力過度導致．
②圖中的力F理論上指繩對小車的拉力，而實驗中卻用砂和砂桶的重力．
③設(shè)小車的加速度為a，繩子拉力為F，以砂和砂桶為研究對象得：
mg-F=ma
以小車為研究對象F=Ma
解得：a=$\frac{mg}{M+m}$故：F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$所以要使得繩子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，
而不滿足m＜＜M時，隨m的增大物體的加速度a逐漸減�。�
故圖象彎曲的原因是：未滿足砂和砂桶質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．
故答案為：
①過度平衡摩擦力，斜面傾角過大．
②B； A； 
③遠大于．

點評 探究加速與力的關(guān)系實驗時，要平衡摩擦力、應根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實驗的實驗注意事項是正確解題的關(guān)鍵，要清楚每一項操作存在的理由．
要掌握應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．