Question

19．在探究加速度与力、质量关系的实验中，
（1）某同学保持小车合力不变改变小车质量M，作出的a-$\frac{1}{M}$关系图象如图1所示．从图象可以看出，作用在小车上的恒力F=2.5N，当小车的质量为M=5kg时，它的加速度a=0.5m/s²．

（2）如图2（a），甲同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验存在的问题是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的a-F图线如图 2（b）所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大小．小车及沙子的质量不同，且m_乙＜m_丙．

Answer 1

分析 （1）根据图线的斜率求出恒力F的大小，结合牛顿第二定律求出质量M=5kg时的加速度．
（2）结合拉力不等于零时加速度仍然为零确定图线不过原点的原因．
（3）根据牛顿第二定律得出a-F图线的物理意义，从而进行比较．

解答 解：（1）图线的斜率等于恒力F的大小，即F=$\frac{1}{0.4}$=2.5N，则物体的质量M=5kg时，它的加速度a=$\frac{F}{M}$=$\frac{2.5}{5}m/{s}^{2}$=0.5m/s²．
（2）当F不等于零时，加速度仍然等于零，物体还未开始加速运动，知没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不彻底，将木板倾斜平衡摩擦力或将倾角调大一些．
（3）a-F图线的斜率表示质量的倒数，可知两同学做实验时选择物体的质量不同，乙图线的斜率大于丙图线的斜率，则丙的质量大于乙的质量．
故答案为：（1）2.5；0.5；（2）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（3））小车及沙子的质量不同，且m_乙＜m_丙

点评 明确实验原理，加强基本物理知识和基本规律在处理实验中的应用．本题考查了实验注意事项及实验数据处理，难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题．