Question

13．某探究學習小組欲探究物體的加速度與力、質量的關系，它們在實驗時組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車的質量用M表示，鉤碼的質量用m表示，要順利完成該實驗，則：

（1）為使小車受合外力等于細線的拉力，應采取的措施是平衡摩擦力；要使細線的拉力約等于鉤碼的總重力，用滿足的條件是M＞＞m．
（2）某位同學經過測量、計算得到如下數據，請在圖中作出小車加速度與所受合外力的關系圖象．

組別	1	2	3	4	5	6	7
M/kg	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58	0.58
F/N	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
a/m•s-2	0.13	0.17	0.26	0.34	0.43	0.51	0.59

（3）由圖象可以看出，該實驗存在著較大的誤差，產生誤差的主要原因是：木板傾角偏�。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆�平衡摩擦力”）．

Answer 1

分析 （1）根據F_T=M$\frac{mg}{M+m}$≈mg可知必需平衡摩擦力且要滿足M＞＞m；
（2）根據描點作圖法，將點平滑連線，即可求解；
（3）圖線不通過坐標原點，當F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足

解答 解：（1）為使小車所受合外力等于細線的拉力，所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力，所以做實驗時必需平衡摩擦力．
以砂桶作為研究對象有：mg-F_T=ma
以小車作為研究對象有：F_T=Ma
聯(lián)立以上兩式可得：F_T=M$\frac{mg}{M+m}$
要繩子的拉力等于砂桶的總的重力，即：M$\frac{mg}{M+m}$=mg，
故$\frac{M}{M+m}$=1，則有：M＞＞m；
（2）根據表格數據，作出a與F的坐標，進行一一描點，然后平滑連線，即如圖所示；
（3）從圖象可以看出當有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，
所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
從圖象可以看出當有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完平衡掉摩擦力，
所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學未平衡（或未完全平衡）摩擦力．
故答案為：（1）平衡摩擦力、M＞＞m；（2）如圖所示；（3）木板傾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）．

點評 掌握實驗原理是正確解決實驗題目的前提條件；實驗時要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或過平衡摩擦力都是錯誤的，難度適中．