Question

14．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图1所示的装置．

（1）实验中，长木板不是直接放在水平实验台上，而是把后端略微垫高，这样做的目的是平衡摩擦力；
（2）为了探究加速度与相关因素的关系，实验中用到了控制变量法．在保持拉力F=5N不变时，某同学根据测出的数据，画出图线如图2．但该同学未标注横坐标所对应的量及其单位，请你将它补上，对应的量及其单位是$\frac{1}{m}$和1/kg．由该图线得到的实验结论是在合外力不变的情况下，加速度与物体的质量成反比．

Answer 1

分析 小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，即后端略微垫高．
根据牛顿第二定律F=ma可得a=$\frac{F}{m}$从而知道横坐标的含义．

解答 解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，后端略微垫高．
这样做的目的是平衡摩擦力．
（2）据牛顿第二定律F=ma可得在F=5N，加速度a=2m/s²时物体的质量m=$\frac{F}{a}=\frac{5}{2}=\frac{5}{2}$kg，
而$\frac{1}{0.4}=\frac{5}{2}$，故横坐标为$\frac{1}{m}$，单位为1/kg．
a与$\frac{1}{m}$的图线是过原点的直线，由该图线得到的实验结论是在合外力不变的情况下，加速度与物体的质量成反比
故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）$\frac{1}{m}$和1/kg；在合外力不变的情况下，加速度与物体的质量成反比．

点评 明确了该实验的实验原理以及实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题．