Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖1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等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學在做探究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與圖象．
（3）如圖2所示為甲同學根據測量數據做出的a﹣F圖線，此圖線說明實驗存在的問題是 ．

（4）乙、丙兩同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a﹣F圖線如圖3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】
（1）M＞m
（2）
（3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
（4）小車及車上的砝碼的總質量不同
【解析】解：（1）以整體為研究對象有mg=（m+M）a

解得a= ，

以M為研究對象有繩子的拉力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a= ，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）圖2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a乙＞a丙，根據F=ma可得m= ，即a﹣F圖象的斜率等于物體的質量，且m乙＜m丙．故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同．

所以答案是：（1）M＞＞m； （2） ； （3）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；（4）小車及車上的砝碼的總質量不同．