Question

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置． 小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝

在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置． 小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．（1）当M与m的大小关系满足______________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力．（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地归纳出加速度a与质量M的关系，应该作a与___________的图象．下图是某同学在此实验中获得的一条纸带，其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ，则小车运动的加速度a=_______m/s 2 . （3）保持小车和数字测力计的总质量一定，改变钩码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．请同学们根据测量数据描出的点作出a—F图象（图在答卷纸上），并根据测量数据作出的a-F图线，说明实验过程中可能存在的问题是 _ ______． （4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线如图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？ ．

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Answer 1

（1） （2） ，0.39 （3）没有平衡摩擦力 （4）M

试题分析：（1）本实验装置中，M和m一起匀加速 ，绳子拉力 ，只有当 才有 。因为实验中都是以 作为绳子拉力计算，一次 。 （2）根据牛顿第二定律 ，控制力F不变，则有 与M成反比，二者的图像为曲线，看不出来是不是反比关系，也可能 与 成反比。因此图像要画出直线才可以说明关系，所以我们选择  与 成正比。分析纸带两相邻计数点间有四个点未画出.则时间间隔为0.1s，根据 ，分析纸带找到 得到 。 （3）分析图像不过原点，当拉力F较小时，加速度为0，说明没有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不够 （4）根据牛顿第二定律 ，a—F图象的斜率即 ,乙和丙的斜率不同说明M不同。