Question

18．如图中（a）所示是“探究质量一定的物体加速度与作用力的关系”实验装置．研究对象是放在长木板上的小车，小车的质量为m，长木板水平放置，小车前端拴着细轻绳，跨过定滑轮，下面吊着砂桶，当砂和桶总质量远小于（填“等于”、“远大于”或“远小于”）小车质量时，可认为细绳对小车的作用力等于砂和桶的总重力mg，用改变砂子质量的办法，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，画出a-F图线（如图（b）所示）．分析这一图线，直线明显没有通过原点，这不符合牛顿第二定律的a和F的正比关系，这是因为在实验中未平衡摩擦力或平衡不足．实验中平衡摩擦力时应稍微抬高木板无滑轮端使得不挂砂桶（选填“挂砂桶”或“不挂砂桶”）的小车在木板上匀速下行．

Answer 1

分析 砂与砂桶的质量远小于小车质量时，细线对小车的拉力近似等于砂和砂桶的重力；
小车所受拉力力为某个值时，加速度仍然为零，即合外力为0，说明此时外力与摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，平衡摩擦力时，注意不挂砂桶．

解答 解：由于小车的加速运动，出现加速度，所以导致砂桶的重力大于拉小车的细线的拉力．当砂桶的质量远小于小车的质量时，砂桶的重力接近拉小车的细线的拉力．
图线不通过坐标原点与横坐标有截距说明：小车所受拉力力为某个值时，加速度仍然为零，即合外力为0，说明此时外力与摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
将木板无滑轮端稍微垫高可消除摩擦力对实验的影响，那么在实验中应稍微抬高木板无滑轮端，使得不挂砂桶的小车在木板上匀速下行；
故答案为：远小于，未平衡摩擦力或平衡不足，不挂砂桶．

点评 于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．