Question

【題目】在探究加速度與力、質量的關系的實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置，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出的點計算出，實驗中所使用的電源是50Hz的交流電。

(1)當M與m的大小關系滿足__________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)圖乙為某次實驗得到的紙帶，圖中A、B、C、D、E為計數點，相鄰兩個計數點間有四個點未畫出，根據紙帶可計算出紙帶所對應小車的加速度a=__________m/s2。（結果保留三位有效數字）

(3)一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，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。為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該作a與______的圖象。

(4)如圖丙所示為甲同學根據測量數據作出的a—F圖象，說明實驗存在的問題是______。

(5)乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a—F圖象如圖丁所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同__________。

Answer 1

【答案】m遠小于M 3.51 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 小車的質量

【解析】

(1)[1] 該實驗的研究對象是小車，根據牛頓第二定律得：對m

mg-F拉=ma

對M

F拉=Ma

解得

F拉=

當m遠小于M時，即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力。

(2)[2] 相鄰兩個計數點間有四個點未畫出，則T=0.1s，根據公式，加速度為

(3)[3]為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應作出線性關系圖線，即作圖像。

(4)[4]F不等于零時，加速度仍然為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(5)[5] a-F圖線的斜率表示質量的倒數，圖線的斜率不同，則兩個同學做實驗時的小車質量不同。