Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图a所示的实验装置，把附有滑轮的长木板平放在水平的实验桌上．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，小车所受拉力用F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）如图b为甲同学根据测量数据作出的a-

1

M

图线，图线不过原点的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过

 

（填“大”或“小”）；图线的AB段明显偏离直线的原因是

 

．（填选项前字母）
A．所挂钩码的总质量过小              B．小车与轨道之间存在摩擦
C．所用小车的总质量越来越大          D．所用小车的总质量越来越小
（2）乙、丙同学用同样器材做实验，所用小车总质量分别为M_乙和M_丙，画出了各自得到的a-F图线如图c所示，由图线可知M_乙

 

M_丙（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）在处理数据时，总是把托盘和砝码的重力当作小车所受牵引力．而实际上小车所受牵引力比托盘和砝码的总重力要

 

一些（选填“大”或“小”）．因此，为使实验结论的可信度更高一些，应使托盘和砝码的总质量尽可能

 

一些（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析：1、在“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验中，通过控制变量法，先控制m一定，验证a与F成正比，再控制F一定，验证a与m成反比；实验中用砂和砂桶的重力代替小车的合力，故要通过将长木板右端垫高来平衡摩擦力和使小车质量远大于砂和砂桶质量来减小实验的误差．
2、a-F图象的斜率等于物体的质量的倒数，故斜率不同则物体的质量不同．
3、要求在什么情况下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，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有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．

解答：解：（1）开始当小车挂上重物时，加速度却为零，随着小车质量的减小才有加速度，即最大静摩擦力减小后才有加速度，所以导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小．即说明操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
此图线的AB段明显偏离直线向下弯曲，说明随小车质量减小，不再满足a随

1

M

的增加线性增大，造成此误差的主要原因是，所用小车的总质量越来越小，不能满足小车的质量大于大于钩码的质量．故选：D．
（2）a-F图线的斜率表示质量的倒数，可知两同学做实验时选择物体的质量不同，乙图线的斜率大于丙图线的斜率，则丙的质量大于乙的质量．
（3）以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

，
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg＜mg，
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．
故答案为：（1）小；D；（2）＜；（3）小；小．

点评：处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于托盘和砝码的总质量的双重条件下，才能用托盘和砝码的重力代替小车所受的合力．