Question

【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出。

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足 時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤中砝碼的重力。

（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度。采用圖象法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與 的圖象。

（3）如圖（a），甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a–F圖線，說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是 。

（4）乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a–F圖線如圖（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同? 。

Answer 1

【答案】（1）M>>m （2） （3）沒有平衡摩擦力或者平衡不夠 （4）M

【解析】（1）以整體為研究對(duì)象有，解得，以M為研究對(duì)象有繩子的拉力，顯然要有必有m+M=M，故有M>>m，即只有M>>m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力。

（2）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作a–F圖象；但，故a與成正比，而正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系，故應(yīng)作a–圖象。

（3）圖b中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時(shí)，加速度等于0，說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

（4）由圖可知在拉力相同的情況下，根據(jù)F=ma可得，即a–F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，且。故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的總質(zhì)量M不同。