题目内容

在“探究加速度与力的关系”实验中,小车所受的拉力为绳子所挂钩码的重力,有三位同学通过测量,分别作出a-F 图象如图所示,试分析:

A线不过坐标原点的原因是
没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足
没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足
;B线不过坐标原点的原因是
斜面倾角过大,平衡摩擦力过度
斜面倾角过大,平衡摩擦力过度
;C线当拉力F较大时发生弯曲的原因是
F较大时,钩码重力与绳的拉力有较大的差异,从而产生很大的误差
F较大时,钩码重力与绳的拉力有较大的差异,从而产生很大的误差
分析:A图象表明当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,是没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足引起的.  
B图象表明在小车的拉力为0时,小车有加速度,即合外力大于0,说明斜面倾角过大,平衡摩擦力过度;
当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小,否则图象将会发生弯曲.
解答:解:A图象表明当F≠0时,a=0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0,是没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足引起的.  
B图象表明在小车的拉力为0时,小车有加速度,即合外力大于0,说明平衡摩擦力过度;
当小车的质量远大于钩码的总质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于钩码重力大小,否则图象将会发生弯曲.
所以C图象发生弯曲的原因是F较大时,钩码重力与绳的拉力有较大的差异,从而产生很大的误差.
故答案为:没有平衡摩擦力,或平衡摩擦力不足;
斜面倾角过大,平衡摩擦力过度;
F较大时,钩码重力与绳的拉力有较大的差异,从而产生很大的误差.
点评:探究加速与力的关系实验时,要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度,掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键.
明确用图想法处理数据时,要作直线,直线较为形象直观.
练习册系列答案
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(1)在“研究匀变速直线运动的规律”实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,从中确定六个记数点,每相邻两个记数点间的时间间隔是0.1s,用米尺测量出的数据如图所示. 则小车在D点的速度VD=
0.71
0.71
 m/s,小车运动的加速度a=
2.0
2.0
m/s2

(2)在“验证力的平行四边形法则”实验中,某同学的实验结果如图1,其中A为固定橡皮条的图钉,o为橡皮条与细绳结点的位置.图中
F
F
是F1与F2的合力的理论值;
F′
F′
是力F1与F2合力的实验值.通过把
F
F
F′
F′
进行比较,验证平行四边形法则.

(3)某组同学用如图2所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验.
①在探究加速度与力的关系过程中应保持
小车质量
小车质量
不变,用砝码和盘的重力作为小车所受外力,利用纸带算出小车的加速度,改变所挂钩码的数量,多次重复测量,进而研究加速度和力的关系.这种研究方法是采用
控制变量法
控制变量法

②实验过程中,难以直接得到小车受到的牵引力,所以将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力,那么,可以“将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力”
的条件是
砝码和盘的质量远小于小车的质量
砝码和盘的质量远小于小车的质量

③利用上装置做“验证牛顿第二定律”的实验时:
甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图3所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图象为图中的直线Ⅱ,直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大.明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是
BC
BC
 
(A)实验前甲同学没有平衡摩擦力
(B)甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
(C)实验前乙同学没有平衡摩擦力
(D)乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了.

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