Question

【题目】在探究加速度与力、质量的关系中，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码的质量用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有打点计时器打上的点计算出．

（1）当M与m的质量满足 时，才可以认为绳对小车的拉力近似等于盘中砝码的重力．

（2）一组同学在做加速度与质量关系的实验时，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，采用图像法处理数据．为了比较容易确定加速度与质量M的关系，应该做与 的图像．

（3）如图（a）为甲同学根据测量数据作出的图像，说明实验存在的问题是

（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的如图（b）所示，两个同学做实验时哪一个物理量取值不同？

Answer 1

【答案】（1）m远小于M （2）（3）平衡摩擦力不充分或者没有平衡摩擦力

（4）小车及车中砝码的总质量

【解析】试题分析：（1）设绳子的拉力为F．根据牛顿第二定律，以为研究对象，有：

以M为研究对象，有：

联立以上两式解得：，显然要有，必有，故有，即只有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）根据牛顿第二定律知：当合力一定时，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，故a与成正比，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，故应作图象．

（3）从图（a）中发现直线没过原点，当时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消，所以该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤．即平衡摩擦力不充分或者没有平衡摩擦力．

（4）由图（b）可知在拉力相同的情况下，根据可得，即图象的斜率等于物体的质量，且．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同．