Question

小明同學用如圖所示的實驗裝置驗證規律：物體質量一定，其加速度與所受合力成正比．
（1）在平衡摩擦力時，小明用墊木把長木板的右端墊得過高，使得傾角偏大．他所得到的小車的加速度a與細線作用于小車的拉力F之間的關系可用下圖中哪條圖線表示？答：______．

（2）小明認為，在做以上實驗時，“細線作用于小車的拉力F等于砂和桶的總重力”是有條件的．他把實驗裝置設想成如圖丙所示的模型：水平面上的小車，用輕繩跨過定滑輪使之與盛有砂的小桶相連．已知小車的質量為M，砂和桶的總質量為m，重力加速度為g．若不計摩擦阻力與空氣的阻力，根據牛頓第二定律可以計算得出細線作用于小車的拉力F=______；由此可知，當滿足______條件時，才可以認為細線作用于小車的拉力F等于砂和桶的總重力mg．

Answer 1

（1）平衡摩擦力時，把長木板的一端墊得過高，使得傾角偏大，過平衡摩擦力，小車受到的合力大于重物的重力，不加拉力時，小車已經具有一定的加速度，a-F圖象在a軸上有截距，由圖所示圖象可知，圖象乙正確．
（2）以小車與砂和桶組成的系統為研究對象，由牛頓第二定律得：mg=（M+m）a，系統的加速度a=

mg

M+m

，以小車為研究對象，由牛頓第二定律得：細線作用于小車的拉力F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，當m＜＜M時，F≈mg，可以認為小車受到的拉力等于砂和桶的總重力．
故答案為：（1）乙；（2）

Mmg

M+m

；當m＜＜M．