Question

10．两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放有不同质量的砝码（图a）．小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）所受的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线（图b），控制两辆小车同时开始运动和结束运动．
由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，s=$\frac{a{t}^{2}}{2}$，即s∝a，只要测出两小车位移s之比就等于它们的加速度a之比．实验结果是：
当小车质量相同时，加速度与拉力成正比；当拉力F相等时，加速度与质量成反比．
实验中用砝码（包括砝码盘）所受的重力G=mg的大小作为小车所受拉力F的大小，这样做会引起实验误差．为了减小这个误差，G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是：G＜＜Mg（或m＜＜M）．

Answer 1

分析 本实验是控制变量法的实验，不能让小车和砝码的质量都不同，应该保持一个量是相同的．
通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．

解答 解：本实验是控制变量法的实验，实验结果是：当小车质量相同时，加速度与拉力成正比．
当拉力F相等时，加速度与质量成反比．
小车的加速度为a，拉力为F，设砝码盘和砝码的总质量m，小车质量M，
对砝码盘和砝码：mg-F=ma；
对小车：F=Ma；
联立得：F=$\frac{mMg}{M+m}$，
故只有在M＞＞m的情况下近似认为拉力等于mg．
故答案为：正比；反比；G＜＜Mg（或m＜＜M）．

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．