Question

12．（1）在“研究加速度与力、质量的关系”的实验中，用改变沙的质量的办法来改变对小车的作用力F；用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图1所示的a-F图线，发现图线既不过原点，又不是直线，其原因是AC
A．没有平衡摩擦力，且小车质量较小
B．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且沙和小桶的质量较大
C．平衡摩擦力时，所垫木板太低，且沙和小桶的质量较大
D．平衡摩擦力时，所垫木板太高，且小车质量较大
（2）某学生做“验证牛顿第二定律”的实验，在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，他所得到的a-F关系可用图2中哪个图象表示C

（3）某学生在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，测得若干组F和a的数据如表所示，

a/（m•s-2）	0.10	0.21	0.29	0.40
F/N	0.20	0.30	0.40	0.50

（1）根据表中的数据在图3中作出a-F图线．
（2）图线在F轴上截距的物理意义是摩擦阻力为0.1N．
（3）图线斜率的物理意义是小车质量的倒数．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力的关系实验时，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．当小盘与砝码的质量远小于小车的质量时，可以认为小车受到的拉力等于小盘与砝码的重力．
（2）在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，则F等于零时，加速度不为零，从而确定正确的图线．
（3）作出a-F图线，通过图象分析F轴上的截距，及加速度为零时，物体所受的外力，通过受力分析得外力此时为摩擦力．图象的斜率为质量的倒数．

解答 解：（1）由图线1可知，F不等于零，a仍然为零知，实验未平衡摩擦力或平衡摩擦力时所垫的木板太低．图线上方出现弯曲，知未满足小盘与砝码的质量远小于小车的质量，故A、C正确，B、D错误．
故选：AC．
（2）在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，则F等于零时，加速度不为零，故选：C．
（3）①利用描点法作图，如图所示；
②通过图象分析F轴上的截距，及加速度为零时，物体的合外力为零，即物体所受的外力和摩擦力平衡，即此时的外力等于小车所受阻力的大小，即f=0.1N．
③根据a=$\frac{F}{M}$知，图线的斜率表示小车质量的倒数．
故答案为：（1）AC，（2）C，
（3）①如图所示
②摩擦阻力为0.1N       
③小车质量的倒数．

点评 在探究加速度与力和质量关系的实验中，知道两个认为：1、认为细绳的拉力等于小车的合力，（前提要平衡摩擦力），2、认为砂和小桶的总重力等于绳子的拉力，（前提是砂和小桶的质量远小于车的质量）．