Question

13．“验证牛顿第二定律”的实验装置如图1所示，实验中认为细绳对小车拉力F大小等于细砂和小桶的总重力．回答下列问题：

（1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响可采取的做法是：将长木板不带滑轮的一段适当垫高，以平衡摩擦力
某同学在探究加速度与力的关系时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，并根据实验数据作出了a-F图线如图所示，发现该图线未通过坐标原点，试分析可能的原因是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）在探究加速度与质量的关系时，保持细砂和小桶的质量不变，改变小车质量m，得到小车加速度a与质量m的数据如下表：

	1	2	3	4	5
小车加速度a/m/s2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小车质量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根据上述实验数据，描绘出a-m图象如图所示：
观察图甲，可猜想在拉力F一定的情况下a与m的关系可能是：a∝m^-1、a∝m^-2、a∝m^-3、…，为了验证猜想，请在图乙中作出更直观反映a与m之间关系的图象．

Answer 1

分析 （1）需要将长木板一段适当垫高，用重力的下滑分力平衡摩擦力；当拉力增加到一定值后才有加速度，说明有摩擦阻力的影响，即没有平衡摩擦力或平衡的不够．
（2）根据描点法作出a-$\frac{1}{m}$关系图象．

解答 解：（1）实验前要平衡摩擦力，将长木板不带滑轮的一段适当垫高，以平衡摩擦力；
由图1所示图象可知，当拉力增加到一定值后才有加速度，说明有摩擦阻力的影响，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）由图甲所示a-m图象可知，a与m成反比，则a与$\frac{1}{m}$成正比，为方便实验数据处理，应作出a-$\frac{1}{m}$图象，小车质量的倒数、加速度如下表所示：

次数	1	2	3	4	5
小车加速度a/m•s-2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小车质量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00
小车质量倒数m-1/kg-1	5.00	2.50	1.67	1.25	1.00

根据实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出a-$\frac{1}{m}$图象，如图所示：

故答案为：（1）将长木板不带滑轮的一段适当垫高，以平衡摩擦力；没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（2）作出$\frac{1}{m}$图象，图象如图所示．

点评 本题考查了“探究加速度与力、质量的关系”实验的原理、误差来源、数据处理方法，能根据描点法作出图象，难度不大，属于基础题．应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法．