Question

【題目】某實驗小組設計了“探究加速度與合外力關系”的實驗，實驗裝置如圖所示。已知小車的質量為500克，g 取10m/s2，不計繩與滑輪間的摩擦。實驗步驟如下：

（1）細繩一端系在小車上，另一端繞過定滑輪后掛一個小砝碼盤。

（2）在盤中放入質量為m的砝碼，用活動支柱將木板固定有定滑輪的一端墊高，調整木板傾角，恰好使小車沿木板勻速下滑。

（3）保持木板傾角不變，取下砝碼盤，將紙帶與小車相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器電源后，釋放小車。

（4）取下紙帶后，在下表中記錄了砝碼的質量m和對應的小車加速度a。

（5）改變盤中砝碼的質量，重復（2）（3）步驟進行實驗。

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
m / kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

① 在坐標紙上作出a----mg圖象。

②上述圖象不過坐標原點的原因是： 。

③根據（1）問中的圖象還能求解哪些物理量？其大小為多少？

。

④你認為本次實驗中小車的質量是否要遠遠大于砝碼的質量： （填“是”或“否”）。

Answer 1

【答案】①② 沒有考慮砝碼盤的質量 ③砝碼盤的質量 0.05kg ④是

【解析】

①根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，由紙帶可得△x=0.75cm，則求出加速度的大小

②根據表中實驗數據在坐標系內描出對應的點，然后作出圖象，圖象如圖所示．

由圖象可知，a-mg圖象與縱軸相交，當盤中砝碼質量為零時，小車已經具有加速度，說明此時小車所受合力不為零，這是因為求小車所受合力時，沒有考慮砝碼盤重力造成的．
③由圖象可知，砝碼重力為零時，小車加速度a=1m/s2，由此可知，砝碼盤的重力：

G砝碼盤=m車a=0.5kg×1m/s2=0.5N．
④砝碼質量為m，設斜面傾角為θ，小車質量為M，小車勻速下滑，處于平衡狀態，由平衡條件得：Mgsinθ=f+mg，當取下砝碼盤后，小車重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此小車所受合外力為mg，由此可知，小車所受合外力與車的質量和砝碼質量無關，實驗不需要控制小車的質量遠遠大于砝碼的質量．