Question

【题目】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拖动的纸带打上的点计算出．

(1)以下实验操作正确的是（______）

A.平衡摩擦力时，应将装有砝码的小盘用细绳通过定滑轮系在小车上

B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力

C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D.实验时，先放开小车，后接通电源

(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与盘中砝码的重力．

(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m一定，改变小车及车中砝码的质量M，测出相应的加速度a并记录每次实验的数据，若采用图象法处理数据，应该做______的图象．

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

(5)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(b)所示，两个同学做实验时的________取值不同，其中________（填“乙”或“丙”）取的值比较大。

Answer 1

【答案】BC M远大于m 平衡摩擦力过大 质量（M） 丙

【解析】

（1）平衡摩擦力时，应不挂砝码盘，只让小车拖着纸带在木板做做匀速运动，选项A错误； 平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力，选项B正确；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项C正确；实验时，先接通电源，后放开小车，选项D错误；故选BC.

（2）以整体为研究对象有：mg=（m+M）a，解得：，以M为研究对象有绳子的拉力为：F=Ma=mg．显然要有F=mg必有m+M≈M，故有当M与m的大小关系满足M>>m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘与盘中砝码的重力；

（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；但存在关系：a=F/M，故a与1/M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．

（4）a图中没有拉力时，却有加速度，说明平衡摩擦力过度．

（5）根据F=ma可得a=F/m，即a-F图象的斜率倒数等于物体的质量，由b图可知，两人的实验中小车及车中砝码的总质量M不同，且m乙＜m丙．