Question

【题目】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，盘及重物的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

（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及砝码的重力。

（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及重物的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据，为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与 的图象。

（3）如图乙所示为某同学根据测量数据作出的a–F图线，此图线说明实验存在的问题是 。

（4）图丙为某次实验得到的纸带，已知使用电源频率为50 Hz。根据纸带可求出小车在C点的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】（1）M>>m （2） （3）存在的问题时没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 （4）1.7 3.2

【解析】（1）在实验的过程中，认为绳子的拉力F等于砝码盘和砝码的重力mg，而实际上绳子的拉力，故要让绳子的拉力F约等于砝码盘和砝码的重力mg，那么，故应该是M>>m；

（2）根据牛顿第二定律，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a–M图象；故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a–图象；

（3）图乙图象与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

（4）C点为B、D的时间中点，速度为1.7 m/s，所以求出加速度为：3.2 m/s2。