题目内容
【题目】在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中,采用如图A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 带由打点计时器打出的点计算出.
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和盘中砝码的重力.
②一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与______的图象.
③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象,说明实验存在的问题是____________.
④乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图象如图C所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同__________.
【答案】①m<<M ②③没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.④小车及车中砝码的总质量不同
【解析】试题分析:①以整体为研究对象有mg=(m+M)a,解得:,以M为研究对象有绳子的拉力,显然要有F=mg必有m+M=M,故有m<<M,即只有m<<M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.
②根据牛顿第二定律F=Ma,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;但,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B中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由图可知在拉力相同的情况下a乙>a甲,
根据F=ma可得,即a-F图象的斜率等于物体的质量,且m乙<m甲.故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同.