Question

在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的实验装置，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由打点计时器打出的点计算出，实验中所使用的电源是50H_Z的交流电．

（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等于盘和盘中砝码的重力．
（2）图乙为某次实验得到的纸带，图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出．根据纸带可计算出纸带所对应小车的加速度a=______m/s²（结果保留三位有效数字）
（3）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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与______的图象．
（4）如图丙所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的问题是______．
（5）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图丁所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同______．

Answer 1

（1）根据牛顿第二定律得，a=

mg

M+m

，则绳子的拉力F=Ma=

mMg

M+m

=

mg

1+ m M

，知当m远小于M时，绳子的拉力等于盘和盘中砝码的重力．
（2）根据△x=aT²，运用逐差法得，a=

xCE-xAC

4T2

=

[(49.10-17.54)-17.54]×10-2

4×0.01

=3.51m/s²．
（3）因为a与M的关系图线为曲线，无法得出a与M的关系，应该作出a-

1

M

图线，通过图线是直线，说明a与M成反比．
（4）F不等于零时，加速度仍然为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（5）a-F图线的斜率表示质量的倒数，图线的斜率不同，则两个同学做实验时的小车质量不同．
故答案为：（1）m远小于M，（2）3.51，（3）

1

M

（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，（5）小车的质量．