Question

【题目】某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图所示。已知小车的质量为500克，g 取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：

（1）细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘。

（2）在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑。

（3）保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车。

（4）取下纸带后，在下表中记录了砝码的质量m和对应的小车加速度a。

（5）改变盘中砝码的质量，重复（2）（3）步骤进行实验。

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
m / kg	0.02	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08	0.10
	1.40	1.79	2.01	2.20	2.38	2.61	3.02

① 在坐标纸上作出a----mg图象。

②上述图象不过坐标原点的原因是： 。

③根据（1）问中的图象还能求解哪些物理量？其大小为多少？

。

④你认为本次实验中小车的质量是否要远远大于砝码的质量： （填“是”或“否”）。

Answer 1

【答案】①② 没有考虑砝码盘的质量 ③砝码盘的质量 0.05kg ④是

【解析】

①根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，由纸带可得△x=0.75cm，则求出加速度的大小

②根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后作出图象，图象如图所示．

由图象可知，a-mg图象与纵轴相交，当盘中砝码质量为零时，小车已经具有加速度，说明此时小车所受合力不为零，这是因为求小车所受合力时，没有考虑砝码盘重力造成的．
③由图象可知，砝码重力为零时，小车加速度a=1m/s2，由此可知，砝码盘的重力：

G砝码盘=m车a=0.5kg×1m/s2=0.5N．
④砝码质量为m，设斜面倾角为θ，小车质量为M，小车匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得：Mgsinθ=f+mg，当取下砝码盘后，小车重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变，因此小车所受合外力为mg，由此可知，小车所受合外力与车的质量和砝码质量无关，实验不需要控制小车的质量远远大于砝码的质量．