4． 对实验结果的分析是本实验的关键。如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接近一条通过原点的直线，也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；在外力不变的条件下，加速度与质量成反比。”这一结果决不能说找出了定律，一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。
［范例精析］
例1 在图4-2-1中，一个乒乓球向运动员飞来，运动员可以用球拍突然改变乒乓球的速度大小和方向。如果换一个排球向运动员飞来，运动员仍然用球拍击球，其结果与击乒乓球有何不同？简述理由。
解析 单手用球拍击排球，我们可能没有试过，但是相信单手击排球的经历都会有过。生活经验告诉我们，改变排球的速度大小与方向要比改变乒乓球的速度大小与方向难得多。用乒乓球拍击排球，排球的速度大小和方向都很难控制。原因是排球的惯性比乒乓球大得多。
拓展 如果说排球运动员也能自如地控制排球的速度大小和方向，那么排球运动员击球的力量肯定比乒乓球运动员击球的力量大得多。在球类运动中，运动员用多大的力，使球产生多大的加速度；运动员用什么方向的力，使球产生什么方向的加速度，是一个重点研究的问题。
例2用力图4-2-2所示的实验装置能否探究加速度与质量的关系？能否探究加速度与外力的关系？如果可以请说明操作步骤，如果不可以请简述理由。
解析 用此实验装置可以定性地探究加速度与质量的关系，操作步骤如下：把两辆完全相同的小车放在水平地面上，让二个体重不同的同学各站在一个玩具滑板车上，通过手相互对推，测量他们从分手到静止各自位移的值x1 和x2，根据2ax=vt2就可以他们分手时各自的速度v1和v2各是多少，谁的速度大，他获得的加速度就大。由于两位同学和小车所受的外力是相同的，只要测量出小车和两位同学的质量，就能定性比较加速度与质量的关系。如果两人的质量相同，因为相互作用总是相同，只能验证相同质量相同外力时加速度也相同，这是本装置的缺点。
拓展 也可以用如图4-2-3所示的斜面和小车做实验研究加速度与外力的关系。选择摩擦阻力很小的小车和长木板(两长木板长度相等)。调整两车同时静止释放的起始位置，使两车在斜面的对接处相遇。如果两车的质量相等，只要测量斜面末端的高度H1 和H2和小车各自的位移，就可以比较质量相同时加速度与外力的关系。这个装置的缺点是不能研究加速度与质量的关系。
例3通过那些方法可以验证a与F的正比关系?经验告诉我们在相同力的作用下，质量m越大，加速度a越小，这可能是“a与m成反比”或“a与m2成反比”等等，有何办法
知道a与m成反比?
解析 ⑴直接验证：①比例法：验证F1/F2=a1/a2 或 F1/a1=F2/a2
②图象法：作a-F图象，看其是否为过原点的直线
⑵间接验证：根据本实验设计，两车同时运动，同时停止，具有相同的运动时
间，因为x=at2 /2，所以 x1/x2=a1/a2由此可见只要验证x与F的正比关系即可。
例4图4-2-4是某同学利用教材提供的方案进行实验时，正要打开夹子时的情况。指该
同学的几个错误。
解析 ①未平衡摩擦力。②应用交流电源。③拉小车的细线应与木板应平行。④小车
应靠近打点计时器。⑤打点计时器置于木板右边
例5 某学生用图4-2-4所示的装置做实验时，保持小车的质量不变，测得小车的加速
度a和拉力F的数据如下表所示：
|
F / N |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
|
a / ms-2 |
0.10 |
0.21 |
0.29 |
0.40 |
根据表中的数据在图4-2-5中作出a-F图线。(1)把图线延长，看看图线是否通过原
点？如果不通过原点，试分析在操作过程中可能遗漏了哪个步骤？(2)这条图线在F
轴上截距有何物理意义？
解析 根据表中数据描出的点和作出的图象见图4-2-4，图象并没有通过原点。由图象
可以看出，当F=0.1N时a=0，说明小车受到的摩擦力为0.1N。操作过程中可能遗漏了
平衡摩擦力这一步骤。
拓展 如果测出的图象在纵轴上的截距大于零，则说明F=0时a>0，产生的原因可能是平衡摩擦力时木板倾斜角过大。
［能力训练］