Question

14．某实验小组利用图1的装置探究加速度与力的关系．为了增加实验的可信度，他们的正确安装实验装置并平衡摩擦力后，通过小车上增加砝码改变小车的总质量进行了三次实验，并用计算机软件拟合出三条过原点的a-F图线．回答下列问题：

（1）由三条图线任意一条均可知：小车的质量一定时，a与F成正比；（选填“成正比”、“成反比”或“无确定关系”）
（2）三条图线中，对应小车总质量最大的是图线③（选填“①”、“②”或“③”）．
（3）用计算机生成图线①、②、③的a-F函数关系分别为：a₁=3.59F₁+0.043、a₂=2.75F₂+0.029、a₃=1.89F₃+0.009，说明图线并不严格过原点．截距均不为零的原因是平衡摩擦力过度．

Answer 1

分析 （1）三条图线都是过原点的倾斜直线，a与F成正比关系；
（2）a-F图象的斜率的倒数表示质量，根据图象求解；
（3）若拉力达到一定值后才有加速度，说明没有平衡摩擦力，若拉力为零，加速度不为零，其原因是平衡摩擦力过度．

解答 解：（1）三条图线都是过原点的倾斜直线，说明小车的质量一定时，a与F成正比，
（2）a-F图象的斜率的倒数表示质量，故图③中物体的质量最大，
（3）根据a-F图象的表达式可知，当F=0时，加速度不为零，说明平衡摩擦力过度．
故答案为：（1）成正比；（2）③；（3）平衡摩擦力过度．

点评 在学习物理过程中掌握各种研究问题的方法是很重要的，要了解各种方法在物理中的应用．对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，如何平衡摩擦力等等．