Question

研究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體所受力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)的步驟如下：
①把一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，使定滑輪伸出桌面．
②把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒有定滑輪的一端，并把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接到電源上．
③把小車放在長(zhǎng)木板上并靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，把紙帶的一端固定在小車上且讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
④細(xì)線的一端固定在小車上并跨過定滑輪，另一端懸掛一砝碼盤，調(diào)整滑輪的高度使滑輪和小車間的細(xì)線與長(zhǎng)木板平行．
⑤接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列小點(diǎn)．
⑥改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，更換紙帶，重復(fù)上面步驟．
⑦根據(jù)紙帶上打的點(diǎn)算出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車的加速度，把每次實(shí)驗(yàn)時(shí)砝碼和砝碼盤的重力記錄在相應(yīng)的紙帶上．
⑧以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，細(xì)線的拉力F（砝碼和砝碼盤的總重力）為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，畫出a-F圖象得出加速度與力的關(guān)系．
（1）上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是

平衡摩擦力

．
（2）某同學(xué)畫出的a-F圖象如圖乙所示，圖線不是直線的可能原因是

砝碼和砝碼盤的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量

．
（3）另一位同學(xué)將本實(shí)驗(yàn)做了改動(dòng)：每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣．那么他畫出的a-F圖象

是

（填“是”或“不是”）一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，原因是

小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量的比值，而
砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量不變．

．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測(cè)量很重要．
采用描點(diǎn)法作圖，繪出一條傾斜的直線．

解答：解：（1）上述操作步驟中明顯遺漏的步驟是沒有平衡摩擦力．
（2）當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和砝碼盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和砝碼盤的總重力．從圖象上可以看出：F從0開始增加，砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量，慢慢的砝碼和砝碼盤的重力在增加，那么在后面砝碼和砝碼盤的質(zhì)量就沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量呢，那么繩子的拉力與砝碼和砝碼盤的總重力就相大呢．
所以原因是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量．
（3）另一位同學(xué)將本實(shí)驗(yàn)做了改動(dòng)：每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車上的砝碼拿下放到砝碼盤上，其他操作都與上面一樣．
根據(jù)牛頓第二定律得
小車的加速度等于a=

mg

M+m

，即小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量的比值，而
砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量不變．那么他畫出的a-F圖象是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線．
故答案為：（1）沒有平衡摩擦力
（2）是，小車的加速度等于砝碼和砝碼盤的重力與砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量的比值，而
砝碼、砝碼盤和小車總質(zhì)量不變．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．