Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，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由打點計時器打上的點計算出。

(1)當M與m的大小滿足M______m的關系時，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)某同學在探究加速度與質量的關系時，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。為了比較容易地確定出加速度a與質量M的關系，他應該作a與________的圖象。

(3)下圖為該同學在探究加速度與外力的關系時，根據測量數據作出的a－F圖線，說明實驗中存在的問題是______________。

Answer 1

【答案】(1)Mm (2)1/M (3)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

(4)小車及車上的砝碼的總質量不同

【解析】

（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）圖中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，才有加速度，據此分析．

（1）以整體為研究對象有mg=（m+M）a；解得：，以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=，顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有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）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）圖中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，才有加速度，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．