Question

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图A所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图A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由打点计时器打出的点计算出． 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和盘中砝码的重力．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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______的图象．③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的问题是______．④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同，它是______．

Answer 1

①以整体为研究对象有mg=（m+M）a 解得：a= mg m+M ， 以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma= M m+M mg ， 显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力． ②根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但a= F M ，故a与 1 M 成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a- 1 M 图象． ③图B中图象与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足． ④由图可知在拉力相同的情况下a 乙 ＞a 甲 ， 根据F=ma可得m= F a ，即a-F图象的斜率等于物体的质量，且m 乙 ＜m 甲 ．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同． 故答案为： ①m＜＜M ② 1 M ③没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足． ④小车及车中砝码的总质量不同．