平衡摩擦力时可能过度补偿了一下,导致木板对小车产生了反向助力

做这个实验的时候,把木板架成不同的倾斜角度,轻轻推一下小车,你会发现它并不是一直匀速前进的,它在倾斜度过大或者过小时表现出了完全不一样的行为。比如在下图甲、乙两个图像里,当没有外力施加的时候,小车本身已经有了明显的加速度。在丙、丁两个图像里,即使拉力不为零,加速度却一直停留在0。这种对比,正是木板倾斜度过头和不足的直接证据。 所以我们可以通过这个实验来选择题解,把选项A和D给圈出来。在A选项中,我们可以看到当外力F等于0时,小车就已经开始运动了,这说明木板的倾斜角度太大了,重力在斜面方向上的分量已经足够大,让小车自动启动。倾斜角度越大,这个分量也就越大,所以出现没有外力小车也跑起来的情况是正常的。 接下来我们再来看D选项,在这个选项里我们可以看到即使施加了拉力F,小车也没有动。这是因为倾斜角度太小了,重力在斜面方向上的分量不足以克服摩擦力。摩擦力在反向阻止着小车前进。 把木板的倾斜角度调整到合适的位置后,我们再来研究一下加速度a与外力F之间的关系。这时候我们需要满足一个条件,就是小车质量m远大于纸带质量m’,这样才能确保纸带对小车运动的影响可以忽略不计。根据这个条件,选项B是符合要求的。 另外当我们给小车施加两倍的拉力2F时,图线仍然按照相同斜率上升。这说明加速度与合外力成正比的规律并没有改变。 最后一个问题就是关于图线不过原点的情况。当外力F等于0而加速度不等于0时,图线肯定不会经过原点。这就说明平衡摩擦力时可能过度补偿了一下,导致木板对小车产生了反向助力。只要把木板再调平一点就可以解决这个问题。