Question

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的实验装置,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面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到.

（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总重力.

（2）一组同学在探究加速度与质量的关系时,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.为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系,应作出a与___________________图象.

(3)甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的a一F图线,如图a所示.则实验存在的问题是__________ .

(4).乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时,画出了各自得到的a一F图线,如图b所示.则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:__________.

Answer

M≫m 平衡摩擦力时木板倾角过大 两小车及车上砝码的总质量不同

【解析】

(1)[1]由牛顿第二定律得，对M、m组成的系统：

对M：

解得

当时，，即小车的质量远大于砝码和盘的总质量，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力，因此实验时要保证；

(2)[2]据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图像是曲线，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图像；但，故a与成正比，而正比例函数图像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，故应作图线；

(3)[3]当F等于零，但是加速度不为零，知平衡摩擦力过度，或平衡摩擦力时木板倾角过大；

(4)[4]根据知，图线的斜率为小车质量的倒数，斜率不同，知两小车及车上砝码的总质量不同。