Question

【题目】在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的实验装置，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由打点计时器打出的点计算出，实验中所使用的电源是50Hz的交流电。

(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)图乙为某次实验得到的纸带，图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，根据纸带可计算出纸带所对应小车的加速度a=__________m/s2。（结果保留三位有效数字）

(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。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与______的图象。

(4)如图丙所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象，说明实验存在的问题是______。

(5)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a—F图象如图丁所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同__________。

Answer 1

【答案】m远小于M 3.51 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 小车的质量

【解析】

(1)[1] 该实验的研究对象是小车，根据牛顿第二定律得：对m

mg-F拉=ma

对M

F拉=Ma

解得

F拉=

当m远小于M时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力。

(2)[2] 相邻两个计数点间有四个点未画出，则T=0.1s，根据公式，加速度为

(3)[3]为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应作出线性关系图线，即作图像。

(4)[4]F不等于零时，加速度仍然为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

(5)[5] a-F图线的斜率表示质量的倒数，图线的斜率不同，则两个同学做实验时的小车质量不同。