Question

7．某同學(xué)做驗證牛頓第二定律的實驗，使用的器材有：帶滑輪的長木板、小車及往小車上擺放的大砝碼、細(xì)線、小桶及往小桶里放的小砝碼、打點(diǎn)計時器等．
（1）他以小桶及小桶內(nèi)的砝碼的總重力作為細(xì)線對小車的拉力F，測出不同拉力F對應(yīng)的加速度a值，并把各數(shù)據(jù)標(biāo)在aF圖象上后，發(fā)現(xiàn)它們都在一條直線的附近，這條直線不過坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖甲所示，而與橫坐標(biāo)軸交于F₁點(diǎn)，產(chǎn)生這種情況的原因是什么？
答：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（2）經(jīng)過調(diào)整后，該同學(xué)作出的aF圖象如圖乙中的A所示，另一位同學(xué)使用同一套儀器作出的a-F圖象如圖乙中的B所示．B圖線的斜率比A圖線的斜率小的原因是什么？
答：B圖線表示的小車及車上砝碼總質(zhì)量較大．

Answer 1

分析 由圖象可以看出：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．根據(jù)牛頓第二定律寫出a與F的關(guān)系方程，結(jié)合圖象特點(diǎn)，可正確求解．

解答 解：（1）由圖象可知：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)不為零時，加速度仍為零，知沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（2）根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma，故有a=$\frac{F}{m}$，所以在a-F圖象中斜率表示$\frac{1}{m}$，故斜率大的質(zhì)量小，兩條圖象斜率不同，A圖線的斜率大，其研究對象的質(zhì)量必定小；B圖線斜率小，其研究對象的質(zhì)量必定大．而本題中的研究對象是小車及車上砝碼，所以B圖線表示的小車及車上砝碼總質(zhì)量較大．
故答案為：（1）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；（2）B圖線表示的小車及車上砝碼總質(zhì)量較大

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵理解實驗的原理，知道當(dāng)m的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M的質(zhì)量，m的重力可以認(rèn)為等于M所受的合力．分析圖象，一般從斜率、截距去分析圖象，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．