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的纸带打上的点计算出．

（1）在水平实验桌上放置一端有定滑轮的长木板，将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是     ．

（2）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．

（3）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．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与     的图象．

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

Answer

（1）平衡摩擦力；（2）M≫m；（3）；（4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

【解析】试题分析：（1）将不带定滑轮的一端适当垫起的目的是为了平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力，

（2）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=mg，

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．

（3）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；

（4）图中有拉力时没有加速度，是由于实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．