Question

18．如圖中（a）所示是“探究質(zhì)量一定的物體加速度與作用力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置．研究對(duì)象是放在長(zhǎng)木板上的小車，小車的質(zhì)量為m，長(zhǎng)木板水平放置，小車前端拴著細(xì)輕繩，跨過(guò)定滑輪，下面吊著砂桶，當(dāng)砂和桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于（填“等于”、“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車質(zhì)量時(shí)，可認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的作用力等于砂和桶的總重力mg，用改變砂子質(zhì)量的辦法，來(lái)改變對(duì)小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)，畫出a-F圖線（如圖（b）所示）．分析這一圖線，直線明顯沒(méi)有通過(guò)原點(diǎn)，這不符合牛頓第二定律的a和F的正比關(guān)系，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力或平衡不足．實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時(shí)應(yīng)稍微抬高木板無(wú)滑輪端使得不掛砂桶（選填“掛砂桶”或“不掛砂桶”）的小車在木板上勻速下行．

Answer 1

分析 砂與砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，細(xì)線對(duì)小車的拉力近似等于砂和砂桶的重力；
小車所受拉力力為某個(gè)值時(shí)，加速度仍然為零，即合外力為0，說(shuō)明此時(shí)外力與摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，平衡摩擦力時(shí)，注意不掛砂桶．

解答 解：由于小車的加速運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)加速度，所以導(dǎo)致砂桶的重力大于拉小車的細(xì)線的拉力．當(dāng)砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，砂桶的重力接近拉小車的細(xì)線的拉力．
圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)與橫坐標(biāo)有截距說(shuō)明：小車所受拉力力為某個(gè)值時(shí)，加速度仍然為零，即合外力為0，說(shuō)明此時(shí)外力與摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
將木板無(wú)滑輪端稍微墊高可消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，那么在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)稍微抬高木板無(wú)滑輪端，使得不掛砂桶的小車在木板上勻速下行；
故答案為：遠(yuǎn)小于，未平衡摩擦力或平衡不足，不掛砂桶．

點(diǎn)評(píng) 于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．