Question

【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計時器打上的點計算出。

(1)當(dāng)M與m的大小滿足M______m的關(guān)系時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。

(2)某同學(xué)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地確定出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，他應(yīng)該作a與________的圖象。

(3)下圖為該同學(xué)在探究加速度與外力的關(guān)系時，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a－F圖線，說明實驗中存在的問題是______________。

Answer 1

【答案】(1)Mm (2)1/M (3)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

(4)小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同

【解析】

（1）要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系；正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系．
（3）圖中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，才有加速度，據(jù)此分析．

（1）以整體為研究對象有mg=（m+M）a；解得：，以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=，顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有M>>m時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作a-M圖象；但a=，故a與成正比，而正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系，故應(yīng)作a-圖象．
（3）圖中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，才有加速度，說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．