Question

由牛頓第二定律可知：在質量一定的情況下，物體的加速度與物體受到的合外力成正比．我們在做“物體的加速度與作用力關系”的探究實驗時，用得到的實驗數據畫出的圖象如圖所示．根據圖象回答：

（1）你認為造成圖中直線不過坐標原點的原因是______．
（2）利用這個圖象，______（填“能”或“不能”）得出實驗時小車的總質量．
如選填“能”，則小車的總質量為______kg．
如選填“不能”，則簡述原因：

Answer 1

【答案】分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．
關于a-F圖象是一條傾斜的直線，說明a與F成線性關系．可通過求直線的斜率求解質量m．
解答：解：（1）從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0處于靜止，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟．
所以造成圖中直線不過坐標原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（2）根據a-F圖象從數學角度可得函數表達式為：a=kF-b
造成圖中直線不過坐標原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
可以求出a-F圖線的斜率即物體的質量，
所以m=k=0.40kg
故答案是：（1）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）0.40
點評：物理中關于圖象的問題要結合數學知識去解決．
對于直線圖象，我們一般從直線的斜率、截距、特殊點這幾個方面去考慮，而斜率、截距、特殊點在物理問題中都有一定的物理意義．這也是高考的熱點．