Question

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，改變車中砝碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數(shù)據(jù)．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(jù)測量數(shù)據(jù)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，它是______．

Answer 1

①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，
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(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)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=

F

M

，故a與

1

M

成正比，而正比例函數(shù)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-

1

M

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a_乙＞a_甲，
根據(jù)F=ma可得m=

F

a

，即a-F圖象的斜率等于物體的質量，且m_乙＜m_甲．故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同．
故答案為：
①m＜＜M
②

1

M

③沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
④小車及車中砝碼的總質量不同．