Question

2．在探究加速度與力、質量的關系實驗中，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拖動的紙帶打上的點計算出．

（1）當M與m的大小關系滿足M＞＞m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）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-$\frac{1}{M}$圖線如圖2所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？拉力不同．

Answer 1

分析 （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）a-$\frac{1}{M}$圖象的斜率等于繩對物體的拉力，故斜率不同則物體的拉力不同．

解答 解：（1）以整體為研究對象有：mg=（m+M）a
解得：a=$\frac{mg}{m+M}$，
以M為研究對象有繩子的拉力為：F=Ma=$\frac{Mmg}{m+M}$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F=Ma可得$a=F•\frac{1}{M}$，即a-F圖象的斜率等于繩對小車的拉力，所以兩小車的受到的拉力不同
故答案為：（1）M＞＞m　　（2）拉力不同

點評 本題關鍵掌握實驗原理和方法，就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．