Question

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验．如图a为实验装置简图，（交流电的频率为

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验．如图a为实验装置简图，（交流电的频率为50Hz）（1）实验中须采用______的方法来完成该实验，即：先保持F不变，验证______越小，a越大；再保持______不变，验证______越大，a越大；（2）某同学在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木板，并反复移动其位置，直到确定小车做______运动为止，这样做的目的是______，当改变小车质量后，是否需要重新调整薄木板位置______（填是或否）（3）实验中使小车做匀加速运动的力与配重的重力相等的条件是______（4）保持小车的质量不变，改变重物的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的变化图线如图（b）所示，该图线不通过坐标原点，其主要原因是______．

Answer 1

（1）在探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，由于变量较多，因此采用的是控制变量法进行实验，即：先保持F不变，验证小车的质量m越小，a越大；再保持 小车的质量m不变，验证 F越大，a越大；
（2）为保证小车受到的拉力与小车受到的合外力相等，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫薄木板，并反复移动其位置，直到确定小车做匀速运动为止．
每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，所以不需要重新调整薄木板位置；
（3）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

m+M

当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力．
（4）由图可知当绳子的拉力不为0时，物体的加速度仍然为0，说明物体所受的合外力不是绳子的拉力，是由于物体受的摩擦力没有得到平衡或平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）控制变量法，小车的质量m，小车的质量m，F；（2）匀速，平衡摩擦力，否；（3）重物重力要远小于小车的重力；（4）物体受的摩擦力没有得到平衡或平衡摩擦力不足