Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖a所示的實驗裝置，把附有滑輪的長木板平放在水平的實驗桌上．小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車所受拉力用F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上的點計算出．

（1）如圖b為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-

1

M

圖線，圖線不過原點的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過

 

（填“大”或“小”）；圖線的AB段明顯偏離直線的原因是

 

．（填選項前字母）
A．所掛鉤碼的總質(zhì)量過小              B．小車與軌道之間存在摩擦
C．所用小車的總質(zhì)量越來越大          D．所用小車的總質(zhì)量越來越小
（2）乙、丙同學(xué)用同樣器材做實驗，所用小車總質(zhì)量分別為M_乙和M_丙，畫出了各自得到的a-F圖線如圖c所示，由圖線可知M_乙

 

M_丙（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）在處理數(shù)據(jù)時，總是把托盤和砝碼的重力當(dāng)作小車所受牽引力．而實際上小車所受牽引力比托盤和砝碼的總重力要

 

一些（選填“大”或“小”）．因此，為使實驗結(jié)論的可信度更高一些，應(yīng)使托盤和砝碼的總質(zhì)量盡可能

 

一些（選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析：1、在“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系”的實驗中，通過控制變量法，先控制m一定，驗證a與F成正比，再控制F一定，驗證a與m成反比；實驗中用砂和砂桶的重力代替小車的合力，故要通過將長木板右端墊高來平衡摩擦力和使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量來減小實驗的誤差．
2、a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量的倒數(shù)，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同．
3、要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

解答：解：（1）開始當(dāng)小車掛上重物時，加速度卻為零，隨著小車質(zhì)量的減小才有加速度，即最大靜摩擦力減小后才有加速度，所以導(dǎo)致圖象不過原點的原因是木板傾角偏小．即說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
此圖線的AB段明顯偏離直線向下彎曲，說明隨小車質(zhì)量減小，不再滿足a隨

1

M

的增加線性增大，造成此誤差的主要原因是，所用小車的總質(zhì)量越來越小，不能滿足小車的質(zhì)量大于大于鉤碼的質(zhì)量．故選：D．
（2）a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，可知兩同學(xué)做實驗時選擇物體的質(zhì)量不同，乙圖線的斜率大于丙圖線的斜率，則丙的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量．
（3）以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

，
以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg＜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(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
故答案為：（1）小；D；（2）＜；（3）小；小．

點評：處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．本實驗只有在滿足平衡摩擦力和小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的總質(zhì)量的雙重條件下，才能用托盤和砝碼的重力代替小車所受的合力．