Question

【題目】某同學利用圖（a）所示實驗裝置及數字化信息系統獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖．如圖（b）所示．實驗中小車（含發射器）的質量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到．回答下列問題：

（1）根據該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成（填“線性”或“非線性”）關系．
（2）由圖（b）可知，a﹣m圖線不經過原點，可能的原因是存在 ．
（3）若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實臉中應采取的改進措施是 ， 鉤碼的質量應滿足的條件是 ．

Answer 1

【答案】
（1）非線性
（2）存在摩擦力
（3）調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力,遠小于小車的質量
【解析】解：（1）根據該同學的結果得出a﹣m圖線是曲線，即小車的加速度與鉤碼的質量成非線性關系；（2）從上圖中發現直線沒過原點，當a=0時，m≠0，即F≠0，也就是說當繩子上拉力不為0時，小車的加速度為0，所以可能的原因是存在摩擦力．（3）若利用本實驗來驗證“小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是：①調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力，即使得繩子上拉力等于小車的合力．②根據牛頓第二定律得，整體的加速度a= ，則繩子的拉力F=Ma= ，知鉤碼的質量遠小于小車的質量時，繩子的拉力等于鉤碼的重力，所以鉤碼的質量應滿足的條件是遠小于小車的質量．

故答案為：（1）非線性；（2）存在摩擦力；（3）調節軌道的傾斜度以平衡摩擦力；遠小于小車的質量．

該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板的右端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．