Question

某同学用如图所示实验装置来探究加速度与物体质量、物体所受力的关系．滑道水平，用钩码所受的重力作为滑块所受的拉力，得到滑块的加速度与拉力的关系图像。重力加速度为g＝10 m/s²

（1）图像不过原点的原因是________________；滑块所受的滑动摩擦力f＝________N。
（2）随着拉力F的增大，图像明显偏离直线，造成此现象的主要原因是________。
（3）若拉力F无限增大，图像将趋于________，加速度a＝________m/s²。
（4）滑块的质量M＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________，计算结果比动摩擦因数的真实值________（填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

（1）没有平衡摩擦力（2）所挂钩码的质量太大（3）一条水平直线（4）0.3kg；；偏大

试题分析：（1）从图中可得滑块受到的合外力不为零时，加速度却为零，所以需要一定的力来平衡摩擦力，故原因是没有平衡摩擦力
（2）当钩码重力太大时，钩码向下的加速度会明显增大，此时绳中张力会明显小于钩码重力，合外力测量值偏大，
（3）设滑块的质量为M，钩码的质量为m，滑块所受的滑动摩擦力为f，根据牛顿第二定律得，解得，当时为定值，图像趋于一条水平直线；
（4）由图像可知当F=2N时，，此数据不在图线的直线部分，说明不满足的条件，由得m=0.2kg，再根据牛顿第二定律可得，带入数据可得，故由得：
上述分析中，f=1N应包含纸带和限位孔之间的摩擦力，所以在利用计算滑动摩擦力时，计算值比真实的要偏大