Question

【題目】物理興趣小組的同學(xué)們做了“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗，采用如圖所示的裝置，實驗中保持小車質(zhì)量不變，探究加速度和力的關(guān)系，主要實驗步驟如下：

（1）先安裝好實驗裝置。

（2）小車左端不掛細(xì)線，把長木板右端適當(dāng)墊高，輕推小車使它勻速下滑。

（3）細(xì)線一端連接小車，另一端掛砝碼盤，在砝碼盤中加入適量砝碼，放開小車打出紙帶。

（4）改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量重復(fù)實驗再打出幾條紙帶，同時記下砝碼和砝碼盤總質(zhì)量。

（5）實驗完畢，整理好器材。通過紙帶研究在小車質(zhì)量不變時加速度和力的關(guān)系。

針對以上實驗，回答下列問題：

（1）實驗前將木板右端墊高，是為了平衡小車所受到的______。（填“重力”、“拉力”或“摩擦力”）

（2）為了方便，可以認(rèn)為砝碼和砝碼盤的重力等于小車所受的拉力，那么就要求砝碼和砝碼盤的質(zhì)量______小車的質(zhì)量。（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或者“等于”）

（3）某小組同學(xué)作出了小車的加速度a與細(xì)線拉力F的a—F圖像，發(fā)現(xiàn)圖線不過原點，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：______。

Answer 1

【答案】摩擦力 遠(yuǎn)小于 沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足

【解析】

（1）[1]為了保證細(xì)繩的拉力就是小車所受的合外力，需要將木板右端墊高平衡木板的摩擦力，即利用小車所受的重力的分力等于滑動摩擦力，從而使兩個力抵消；

（2）[2]設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，以整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有：

解得：

以M為研究對象有繩子的拉力，根據(jù)牛頓第二定律有：

代加速度a，則細(xì)繩的拉力為：

故要砝碼和砝碼盤的重力近似等于小車所受的拉力，需要滿足，有，即砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；

（3）[3]圖像有橫截距，表示外力為時，小車的加速度為零，即小車沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。