Question

【题目】在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如下图所示的实验装置，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)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F等于盘及盘中砝码的重力．

(2)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．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．

(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－图线如右图所示，由图知两个同学做实验时的________值不同？

Answer 1

【答案】 （1）Mm （2）1/M （3）F

【解析】（1）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M＞＞m，即只有M＞＞m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： ，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a-图象；
（3）根据 ，则a-图像的斜率等于拉力F，由图像可知两个同学做实验时的拉力F的值不同.