Question

【題目】在探究加速度與力、質量的關系實驗中，采用如下圖所示的實驗裝置，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打上的點計算出．

(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F等于盤及盤中砝碼的重力．

(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．為了比較容易地觀測加速度a與質量M的關系，應該做a與________的圖象．

(3)乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a－圖線如右圖所示，由圖知兩個同學做實驗時的________值不同？

Answer 1

【答案】 （1）Mm （2）1/M （3）F

【解析】（1）以整體為研究對象有：mg=（m+M）a
解得： ，
以M為研究對象有繩子的拉力為：F=Ma=mg
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m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F=Ma，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；但存在關系： ，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a-圖象；
（3）根據 ，則a-圖像的斜率等于拉力F，由圖像可知兩個同學做實驗時的拉力F的值不同.