Question

19．用如圖1所示的裝置來(lái)探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，小盤(pán)和砝碼牽引小車(chē)，使小車(chē)做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)．
（1）在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)、$\frac{1}{M}$（選填“M”或“$\frac{1}{M}$”）為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．
（2）該實(shí)驗(yàn)中，為了繩的拉力當(dāng)作小車(chē)受的合外力，就必須平衡小車(chē)受到的摩擦力，正確的操作方法是將木板不帶滑輪的一端墊高，輕推小車(chē)，小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把小盤(pán)和砝碼的重量當(dāng)作小車(chē)的合外力F，作出a-F圖線．如圖2中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是平衡摩擦力時(shí)，斜面傾角過(guò)大；曲線上部彎曲的原因是隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系圖線是曲線，不能確定它們的關(guān)系，而加速度a與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線是直線；
（2）該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)把木板一端抬高，讓小車(chē)的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進(jìn)行的；
（3）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確解答．

解答 解：（1）物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系圖線是曲線，不能確定它們的關(guān)系，而加速度a與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線是直線，從而可知加速度a與質(zhì)量m成反比．
所以在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)、$\frac{1}{M}$為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力的思路是：抬高木板一端，讓小車(chē)的重力沿斜面分力與摩擦力平衡，當(dāng)觀察到小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明摩擦力已經(jīng)被平衡，故具體操作是：先不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)讓其下滑，直至小車(chē)能勻速下滑即可．
故答案為：不掛砂和砂桶，與兩個(gè)光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器讀數(shù)相等為止．
（3）根據(jù)丙圖可知，當(dāng)沒(méi)有掛砂和砂桶時(shí)，小車(chē)產(chǎn)生了加速度，因此說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大；隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
故答案為：
（1）a；$\frac{1}{M}$；
（2）將木板不帶滑輪的一端墊高，輕推小車(chē)，小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；     
（3）平衡摩擦力時(shí)，斜面傾角過(guò)大；隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不在滿足小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 在探究探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，要注意控制變量法的應(yīng)用，要知道只有在小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，才可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．