Question

13．“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置如圖1所示，實驗中認為細繩對小車拉力F大小等于細砂和小桶的總重力．回答下列問題：

（1）為了消除小車與木板之間摩擦力的影響可采取的做法是：將長木板不帶滑輪的一段適當墊高，以平衡摩擦力
某同學在探究加速度與力的關系時，保持小車的質量不變，改變小桶中細砂的質量，并根據實驗數據作出了a-F圖線如圖所示，發(fā)現(xiàn)該圖線未通過坐標原點，試分析可能的原因是：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）在探究加速度與質量的關系時，保持細砂和小桶的質量不變，改變小車質量m，得到小車加速度a與質量m的數據如下表：

	1	2	3	4	5
小車加速度a/m/s2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車質量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根據上述實驗數據，描繪出a-m圖象如圖所示：
觀察圖甲，可猜想在拉力F一定的情況下a與m的關系可能是：a∝m^-1、a∝m^-2、a∝m^-3、…，為了驗證猜想，請在圖乙中作出更直觀反映a與m之間關系的圖象．

Answer 1

分析 （1）需要將長木板一段適當墊高，用重力的下滑分力平衡摩擦力；當拉力增加到一定值后才有加速度，說明有摩擦阻力的影響，即沒有平衡摩擦力或平衡的不夠．
（2）根據描點法作出a-$\frac{1}{m}$關系圖象．

解答 解：（1）實驗前要平衡摩擦力，將長木板不帶滑輪的一段適當墊高，以平衡摩擦力；
由圖1所示圖象可知，當拉力增加到一定值后才有加速度，說明有摩擦阻力的影響，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）由圖甲所示a-m圖象可知，a與m成反比，則a與$\frac{1}{m}$成正比，為方便實驗數據處理，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象，小車質量的倒數、加速度如下表所示：

次數	1	2	3	4	5
小車加速度a/m•s-2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車質量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00
小車質量倒數m-1/kg-1	5.00	2.50	1.67	1.25	1.00

根據實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出a-$\frac{1}{m}$圖象，如圖所示：

故答案為：（1）將長木板不帶滑輪的一段適當墊高，以平衡摩擦力；沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（2）作出$\frac{1}{m}$圖象，圖象如圖所示．

點評 本題考查了“探究加速度與力、質量的關系”實驗的原理、誤差來源、數據處理方法，能根據描點法作出圖象，難度不大，屬于基礎題．應用圖象法處理實驗數據是常用的實驗數據處理方法，要掌握描點法作圖的方法．