Question

在“探究物体加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图a所示的实验装置，把附有滑轮的长木板放在水平实验桌上。小车及车中砝码的总质量用M表示，盘及盘中砝码的总质量用m表示，小车所受拉力用F表示，小车的加速度可由纸带上的点求出。

(1)用盘及盘中砝码的总重力来代替小车做匀加速运动的拉力时，应满足的条件是_____。把木板的一侧垫高，以补偿小车受到的阻力时，_____（填“需要”或“不需要”）悬挂砝码盘。

(2)如图b为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，图线不过原点的原因是补偿阻力时长木板倾角_________（填“过大”或“过小”）；

(3)乙、丙同学用该装置分别做实验，盘及盘中砝码的总质量分别为m_乙和m_丙，画出了各自得到的图线，如图c所示。由图线可知m_乙_____m_丙（填“>”、“=”或“<”）。

Answer

M≫m 不需要 过大 >

【解析】

(1)[1]对砝码和小车的系统，由牛顿第二定律：

mg=（m+M）a，

解得：

以M为研究对象，绳子的拉力为：

因此要使得，需要M≫m；

[2]平衡摩擦力时，不需要挂砝码盘，只需将木板右端适当垫高，使得小车拖着纸带打出均匀的点即可，故不需要悬挂砝码盘。

(2)[3]图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力时木板右端垫得过高；

(3)[4]根据

知，a-F图线的斜率表示盘及盘中砝码的总质量，可知两同学做实验时的取值不同，其中乙的斜率最大，即m乙＞m丙。