Question

在探究加速度与力、质量的关系的实验中：（1）在探究加速度与力、质量的关系时，我们已经知道，物体的加

在探究加速度与力、质量的关系的实验中：（1）在探究加速度与力、质量的关系时，我们已经知道，物体的加速度a同时跟外力F和质量m两个因素有关，要研究这三个物理量之间的定量关系，一般采用“控制变量法”，实验的基本思路是控制______不变，研究加速度与力的关系；控制力不变，研究______．（2）在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1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2（a），甲同学根据测量数据做出的a-F图线，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图线如图2（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？______．

Answer 1

（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是运用控制变量法，即先保持m不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与m的关系；
（2）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为：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a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b可知在拉力相同的情况下a_乙＞a_丙，
根据F=ma可得：a＝

1

M

F，即a-F图象的斜率等于物体的质量，且m_乙＜m_丙．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同．
故答案为：（1）质量；加速度与质量的关系．（2）①M＞＞m；②

1

M

；③没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；④小车及车上的砝码的总质量不同．

Answer 2

研究加速度、力和质量的关系