Question

【題目】在探究加速度與力、質量的關系實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．

（1）當M與m的大小關系滿足 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．

（2）一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數據．為了比較容易地觀測加速度a與質量M的關系，應該做a與 的圖象．

（3）某組同學實驗得出數據，畫出a﹣F圖象如圖2所示，那么該組同學實驗中出現的問題可能是

A．實驗中摩擦力沒有平衡

B．實驗中摩擦力平衡過度

C．實驗中繩子拉力方向沒有跟平板平行

D．實驗中小車質量發生變化

Answer 1

【答案】（1）M＞＞m

（2）

（3）B

【解析】試題分析：（1）要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

（2）反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系；正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系．

（3）圖中沒有拉力時就產生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大．

解：（1）根據牛頓第二定律得：mg=（M+m）a，解得：a=，

則繩子的拉力F=Ma=，知當砝碼總質量遠小于滑塊質量時，即M＞＞m，滑塊所受的拉力等于砝碼的總重力；

（2）根據牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a﹣M圖象；但存在關系：a=，故a與成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作a﹣圖象；

（3）圖中沒有拉力時就產生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大，故B正確．

故選：B

故答案為：（1）M＞＞m；（2）；（3）B．