Question

某同學用如圖1所示的裝置做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗．小車及車中砝碼的質量用M表示，鉤碼的質量用m表示．
（1）實驗中只有

m遠小于M

時，才能近似地認為細線對小車的拉力等于鉤碼所受的重力．
（2）在實驗中把木板的一側墊高，以補償小車受到的阻力，結果他做出的a-F圖象如圖2．則乙圖線不經過原點的原因是補償小車受到阻力時，木板的傾斜度

偏小

（選填“偏大”或者“偏小”）；從圖象中還可以得到，甲、乙兩車及砝碼質量M_甲

＜

M_乙（選填“=”、“＞”或者“＜”）．
（3）在探究加速度與質量的關系時，保持m不變，改變M，測出相應的加速度a，采用圖象法處理圖象，為了比較容易直觀地識別加速度a與M的關系，應該作a與

1

M

的圖象．

Answer 1

分析：（1）探究加速度與力的關系實驗時，在鉤碼總質量遠小于小車質量的情況下，可以近似認為小車受到的拉力等于砂桶重力．
（2）實驗時要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小車受到的合力小于線的拉力，a-F圖象不過原點，在F軸上有截距；平衡摩擦力時如果木板墊得過高，過平衡摩擦力，在小車受到的合力大于線的拉力，a-F圖象不過原點，在a軸上有截距．a-F圖象斜率的倒數是小車質量，圖象斜率越大，小車質量越小．
（3）在力一定的情況下，加速度與質量成反比，與質量的倒數成正比，應用圖象法處理實驗數據時，為了直觀，應作出加速度與物體質量的倒數圖象．

解答：解：（1）在鉤碼總質量m遠小于小車質量m的情況下，才能近似地認為細線對小車的拉力等于鉤碼所受的重力．
（2）由圖象乙可知，a-F圖象不過原點，在F軸上有截距，這說明小車受到的合力小于細線的拉力，這是由于平衡摩擦力時木板被墊起的高度太小，木板傾角偏小，平衡摩擦力不足引起的．由圖象可知，圖象乙的斜率小于甲的斜率，則甲車的質量小于乙車的質量，即M_甲＜M_乙．
（3）在探究加速度與質量的關系時，保持m不變，改變M，由牛頓第二定律可知，加速度與M成反比，與

1

M

成正比，采用圖象法處理實驗數據，為了比較容易直觀地識別加速度a與M的關系，應該作a與

1

M

的圖象．
故答案為：（1）m遠小于M；（2）偏小；＜；（3）

1

M

．

點評：探究加速度與力的實驗中，只有砂桶總質量遠小于小車質量時，小車受到的拉力才近似等于砂桶重力．