Question

在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动由打点计时器打上的点的纸带计算出．

（1）当M与m的大小关系满足      时．才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．为了比较容易地确定出加速度与质量M的关系，应该作a与     的图象．

（3）如图2（a）为甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是      ．

（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线如图2（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？      ．

Answer

（1）M＞＞m；（2）；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；

（4）小车及车上的砝码的总质量不同

【解析】【解析】
（1）以整体为研究对象有mg=（m+M）a

解得a=，

以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=

显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．

（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a﹣M图象；但a=，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a﹣图象．

（3）图B中图象与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

（4）由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a丙，

根据F=ma可得m=，即a﹣F图象的斜率等于物体的质量，且m乙＜m丙．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同．

故答案为：（1）M＞＞m；（2）；（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；

（4）小车及车上的砝码的总质量不同

【点评】只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．