Question

16．某實驗小組在實驗室做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗：
（1）甲同學(xué)在物體所受合外力不變時，改變物體的質(zhì)量，得到數(shù)據(jù)如下表所示?

實驗次數(shù)	物體質(zhì)量m（kg）	物體的加速度a（m/s2）	物體質(zhì)量的倒數(shù)1/m（1/kg）
1	0.20	0.78	5.00
2	0.40	0.38	2.50
3	0.60	0.25	1.67
4	0.80	0.20	1.25
5	1.00	0.16	1.00

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖1所示的坐標(biāo)中描出相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出圖象?
②由a-$\frac{1}{m}$圖象，你得出的結(jié)論為在物體所受合力不變的情況下，物體的加速度與質(zhì)量成反比?
③物體受到的合力大約為0.15N?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）乙同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變對小車的拉力，由實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖象如圖2所示，則該圖象中圖線不過原點(diǎn)的原因是：平衡摩擦力太過，小車的質(zhì)量為2.0kg．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點(diǎn)，然后作出圖象；應(yīng)用控制變量法根據(jù)圖象特點(diǎn)得出實驗結(jié)論；根據(jù)圖象由牛頓第二定律求出物體受到的合力．
（2）實驗時要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力時木板傾角太大，過平衡摩擦力，則小車受到的合力大于細(xì)線對小車的拉力，a-F圖象不過原點(diǎn)，在a軸上有截距．

解答 解：（1）①根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點(diǎn)，
然后根據(jù)各點(diǎn)作出圖象如圖所示；

②由圖象可知，a-$\frac{1}{m}$ 圖象是過原點(diǎn)的直線，
由此可知：在物體所受合力不變的情況下，物體的加速度與質(zhì)量成反比；
③由圖象可知，物體所受合力為F=ma=$\frac{a}{\frac{1}{m}}$=$\frac{0.76}{5}$≈0.15N．
（2）由圖2可知，a-F圖象不過原點(diǎn)，在a軸上有截距，即F=0時有加速度，
這是由于在平衡摩擦力時，木板被墊的太高，木板傾角太大，平衡摩擦力太過造成的；
小車質(zhì)量m=$\frac{△F}{△a}$=$\frac{5.5}{3.0-0.25}$=2.0kg；
故答案為：（1）①圖象a-$\frac{1}{m}$，如上圖所示；②在物體所受合力不變的情況下，物體的加速度與質(zhì)量成反比；③0.15N；
（2）平衡摩擦力太過；2.0．

點(diǎn)評 要掌握描點(diǎn)法作圖的方法、實驗時要注意平衡摩擦力，但不要過度平衡摩擦力，同時掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，理解a-F圖象不過原點(diǎn)的原因．