Question

【題目】“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖A所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用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出的點計算出．

①當M與m的大小關系滿足時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
②一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變車中砝碼的質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與的圖象．
③如圖B所示為甲同學根據測量數據作出的a﹣F圖象，說明實驗存在的問題是
④乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a﹣F圖象如圖C所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同，它是 ．

Answer 1

【答案】m＜＜M；；沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；小車及車中砝碼的總質量
【解析】解：①以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得：a= ，
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時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．②根據牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a﹣M圖象；但a= ，故a與 成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作a﹣ 圖象．③圖B中圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，加速度等于0，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．④由圖可知在拉力相同的情況下a乙＞a甲 ，
根據F=ma可得m= ，即a﹣F圖象的斜率等于物體的質量，且m乙＜m甲 ． 故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同．
所以答案是：①m＜＜M② ③沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．④小車及車中砝碼的總質量不同．