Question

某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图为实验装置简图。所用交变电流的频率为50Hz，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上由打点计时器打出的点计算出。

（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和盘中砝码的重力。

（2）某次实验得到的纸带及实验数据如图所示，图中所画点为计数点，相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________。(保留3位有效数字)

（3）保持盘及盘中砝码的质量不变，改变小车中砝码的质量，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表:请在方格坐标纸中画图线__________，并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是__________。

试验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
（ms^-2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
kg^-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

Answer

0.500m/s2

【解析】

（1）[1]．该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿第二定律得：
对M：

Mg-F拉=Ma

对m：

F拉=ma

解得：

当时，即当盘和盘中砝码的重力远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于盘和盘中砝码的重力．
（2）[2]．图中相邻计数点之间还有4个点未画出，则T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论公式

△x=aT2

得：

（3）[3]．根据图表在坐标纸上描点，然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来，图象如图所示；

根据图象可知，斜率

则