Question

在研究“物体加速度与力的关系”的实验中，某学习小组使用的实验装置如图1所示：（1）该小组将装有定滑轮

在研究“物体加速度与力的关系”的实验中，某学习小组使用的实验装置如图1所示：（1）该小组将装有定滑轮的轨道水平放置，细线一端系在小车上，另一端系在下小桶，往小桶中添加沙子，用小桶和沙子的重力大小表示细线对小车的拉力大小，测量小车加速度时，由于没有打点计时器，该小组在轨道上相距较远的两个位置做标记A和B，将小车从A点由静止释放，测量AB间距离x和小车在AB间运动时间t，则小车的加速度的表达式为a=2xt2 2xt2 ．（2）该实验中的一个明显疏漏是______．（3）纠正了疏漏之处后，保持小车的质量M不变，改变沙桶与沙的总重力F，多次实验，根据得到的数据，在a-F图象中描点（如图2所示）．结果发现右侧若干个点明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______．A．轨道倾斜不够 B．轨道倾斜过度 C．沙桶与沙的总重力太大 D．所用小车的质量太大（4）若不断增加沙桶中沙的质量，那么小车加速度的趋向值为______，绳子拉力的趋向值为______（已知重力加速度为g）

Answer 1

（1）：由x=

1

2

a

t

2

可得a=

2x

t 2

；
（2）：由实验原理可知，实验前没有平衡摩擦力，所以该实验中的一个明显疏漏是没有倾斜轨道平衡摩擦力；
（3）：根据实验原理可知，在满足砂和砂桶质量远小于小车质量的前提下，绳子拉力才近似等于砂和砂桶的重力，画出的a-F图象应是一条倾斜直线，若图象是曲线说明砂和砂桶的质量太大，所以应选择C；
（4）：对小车和砂桶整体分析应有：a=

mg

M+m

，变形为a=

1

1+ M m

?g，
可见当m→∝时，a=g，即若不断增加砂和砂桶的质量，应有a=g，即小车的加速度的趋向值为g；
则绳子的拉力F=Ma=Mg；
故答案为：（1）

2x

t 2

；（2）没有倾斜轨道平衡摩擦力；（3）C；（4）g，Mg