Question

【题目】某同学用如图甲所示实验装置做“探究加速度与合力的关系”的实验。

方法如下：在水平轨道的B点固定一个光电门，A点有一个小车，小车上有一个宽度为d的遮光条。轻质细线一端悬挂重物，另一端跨过固定在轨道上的定滑轮与小车相连，细线与水平轨道平行，小车在A点由静止释放。

图甲 图乙

（1）若A、B之间的距离为L，遮光条通过光电门的时间为t,则小车的加速度为a=_______________.

（2）本实验中，把重物的重力当成小车受到的合力，实验中缺少的一个重要步骤为______________。

设重物的质量为m,小车的质量为M，则m=____M（填“远大于”、“远小于”或“等于”）。

（3）若甲、乙两同学用同一装置做实验，各自得到的a-F图像如图乙所示，F为小车受到的合力。图线的斜率不同说明两位同学使用器材中________是不同的，且关系是__________。

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力 远小于 小车质量

【解析】（1）小车经过光电门时的速度为：
小车做初速度为零的匀加速直线运动，由速度位移公式得：v2=2aL
解得： ；

（2）本实验中，把重物的重力当成小车受到的合力，实验中缺少的一个重要步骤为平衡摩擦力；为了使得小车所受的牵引力等于重物的重力，则必须使得重物的质量m远小于小车的质量M；

（3）由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a甲，根据F=ma可得a=，即a-F图象的斜率等于物体质量的倒数，即m乙＜m甲．故两人的实验中小车质量不同．