Question

【題目】在“探究加速度與力的關系”的實驗中，采用如圖1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面拉動的紙帶經打點計時器打出的點計算得到．

(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及盤中砝碼的總重力．

(2)甲同學在探究加速度與力的關系時，根據測量數據作出的a一F圖線，如圖2(a)所示則實驗存在的問題是________________ ．

(3)乙、丙兩同學用同一裝置探究加速度與力的關系時，畫出了各自得到的a一F圖線，如圖2(b)所示則是兩同學做實驗時______ 取值不同造成的．

Answer 1

【答案】（1）M＞＞m；

（2）沒有平衡摩擦力或平衡不足；

（3）質量，M乙＜M丙

【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）圖中有拉力時沒有加速度，說明沒有（完全）平衡小車受到的摩擦力．（3）a﹣F圖象的斜率等于物體的質量的倒數，故斜率不同則物體的質量不同．

解：（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為： ,顯然要有F=mg必有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）圖中有拉力時沒有加速度，是由于實驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；（3）根據F=Ma可得，即a﹣F圖象的斜率等于物體的質量倒數，所以兩小車的質量不同，根據圖象可知，M乙＜M丙．

故答案為：（1）M＞＞m；（2）沒有平衡摩擦力或平衡不足；（3）質量，M乙＜M丙