Question

某同学用如图1所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验．小车及车中砝码的质量用M表示，钩码的质量用m表示．
（1）实验中只有______时，才能近似地认为细线对小车的拉力等于钩码所受的重力．
（2）在实验中把木板的一侧垫高，以补偿小车受到的阻力，结果他做出的a-F图象如图2．则乙图线不经过原点的原因是补偿小车受到阻力时，木板的倾斜度______（选填“偏大”或者“偏小”）；从图象中还可以得到，甲、乙两车及砝码质量M_甲______M_乙（选填“=”、“＞”或者“＜”）．
（3）在探究加速度与质量的关系时，保持m不变，改变M，测出相应的加速度a，采用图象法处理图象，为了比较容易直观地识别加速度a与M的关系，应该作a与______的图象．

Answer 1

解：（1）在钩码总质量m远小于小车质量m的情况下，才能近似地认为细线对小车的拉力等于钩码所受的重力．
（2）由图象乙可知，a-F图象不过原点，在F轴上有截距，这说明小车受到的合力小于细线的拉力，这是由于平衡摩擦力时木板被垫起的高度太小，木板倾角偏小，平衡摩擦力不足引起的．由图象可知，图象乙的斜率小于甲的斜率，则甲车的质量小于乙车的质量，即M_甲＜M_乙．
（3）在探究加速度与质量的关系时，保持m不变，改变M，由牛顿第二定律可知，加速度与M成反比，与成正比，采用图象法处理实验数据，为了比较容易直观地识别加速度a与M的关系，应该作a与的图象．
故答案为：（1）m远小于M；（2）偏小；＜；（3）．
分析：（1）探究加速度与力的关系实验时，在钩码总质量远小于小车质量的情况下，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶重力．
（2）实验时要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于线的拉力，a-F图象不过原点，在F轴上有截距；平衡摩擦力时如果木板垫得过高，过平衡摩擦力，在小车受到的合力大于线的拉力，a-F图象不过原点，在a轴上有截距．a-F图象斜率的倒数是小车质量，图象斜率越大，小车质量越小．
（3）在力一定的情况下，加速度与质量成反比，与质量的倒数成正比，应用图象法处理实验数据时，为了直观，应作出加速度与物体质量的倒数图象．
点评：探究加速度与力的实验中，只有砂桶总质量远小于小车质量时，小车受到的拉力才近似等于砂桶重力．