Question

13．“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車?yán)�力F大小等于細(xì)砂和小桶的總重力．回答下列問(wèn)題：

（1）為了消除小車與木板之間摩擦力的影響可采取的做法是：將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一段適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力
某同學(xué)在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中細(xì)砂的質(zhì)量，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了a-F圖線如圖所示，發(fā)現(xiàn)該圖線未通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析可能的原因是：沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，保持細(xì)砂和小桶的質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，得到小車加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：

	1	2	3	4	5
小車加速度a/m/s2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車質(zhì)量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描繪出a-m圖象如圖所示：
觀察圖甲，可猜想在拉力F一定的情況下a與m的關(guān)系可能是：a∝m^-1、a∝m^-2、a∝m^-3、…，為了驗(yàn)證猜想，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出更直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．

Answer 1

分析 （1）需要將長(zhǎng)木板一段適當(dāng)墊高，用重力的下滑分力平衡摩擦力；當(dāng)拉力增加到一定值后才有加速度，說(shuō)明有摩擦阻力的影響，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡的不夠．
（2）根據(jù)描點(diǎn)法作出a-$\frac{1}{m}$關(guān)系圖象．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一段適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力；
由圖1所示圖象可知，當(dāng)拉力增加到一定值后才有加速度，說(shuō)明有摩擦阻力的影響，即沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
（2）由圖甲所示a-m圖象可知，a與m成反比，則a與$\frac{1}{m}$成正比，為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象，小車質(zhì)量的倒數(shù)、加速度如下表所示：

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車加速度a/m•s-2	0.78	0.38	0.25	0.20	0.16
小車質(zhì)量m/kg	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00
小車質(zhì)量倒數(shù)m-1/kg-1	5.00	2.50	1.67	1.25	1.00

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出a-$\frac{1}{m}$圖象，如圖所示：

故答案為：（1）將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一段適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力；沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（2）作出$\frac{1}{m}$圖象，圖象如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理、誤差來(lái)源、數(shù)據(jù)處理方法，能根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法．