Question

【題目】在“探究”加速度與力、質量的關系的實驗中，采用如圖A所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點計時器打出的點計算出．

①當M與m的大小關系滿足__________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

②一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與_______的圖象．

③如圖B所示為甲同學根據測量數據作出的a—F圖象，說明實驗存在的問題是______．

④乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同_________．

Answer 1

【答案】 M>>m(或m<<M) 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 小車及車中砝碼的總質量M

【解析】①以整體為研究對象有，解得，以M為研究對象有繩子的拉力，顯然要有必有，故有，即只有時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
②根據牛頓第二定律，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a-M圖象；但，故a與成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作圖象．

③圖B中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，加速度等于0，說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

④由圖可知在拉力相同的情況下，
根據可得，即a-F圖象的斜率等于物體的質量，且．故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同．