Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图1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盘中砝码的重力．
（2）如图2为某同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是：______．
（3）某组同学在不改变拉力，只改变车中砝码的质量，得到了如表所示的几组数据，其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已打出了纸带，如图3所示（长度单位：cm），图中各点为每打5个点选出的计数点（两计数点间还有4个打点未标出）．

实验次数	1	2	3	4	5	6
小车质量（g）	200	300	400	500	600	1000
小车加速度（m/s2）	2.00	1.33		0.79	0.67	0.40
小车质量倒数（kg-1）	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67	1.00

①由纸带上的数据，计算出缺少的加速度值并填入表中（小数点后保留两位数）．
②建立合适的坐标系，如图4，将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上，并作出平滑的图线．
③由图象得出的结论是：______．

Answer 1

（1）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=

mg

M+m

，则绳子的拉力F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，可知当M＞＞m时，绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）在a-F图象中，当F不等于零，但是加速度仍然为零，可知没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
（3）①根据△x=aT²，利用逐差法，a=

(xCD-xOA)+(xDE-xAB)+(xEF-xBC)

9T2

=

(20.98-2×6.03)×10-2

9×0.01

m/s2=0.99m/s2．
②描点绘图，如图所示
③在拉力一定时，物体的加速度与质量成反比（或在拉力一定时，物体的加速度与质量的倒数成正比．
故答案为：（1）M＞＞m； （2）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；（3）0.99，如图所示，在拉力一定时，物体的加速度与质量成反比（或在拉力一定时，物体的加速度与质量的倒数成正比）