Question

12．在探究加速度实验中，要采用控制变量法来进行研究，实验装置如图所示．
（1）在研究加速度与物体质量的关系中，需要保持小沙袋的质量不变，而去改变小车质量，来探究小车运动加速度与小车质量的关系．
（2）为减小实验误差，要把斜面右端垫高一些，以平衡摩擦力，使小车受到合力等于绳对小车的拉力；那么在每次改变小车质量后，是否要重新平衡摩擦力？不要（填“不要”或“要”）．
（3）在寻找到加速度和质量的关系，采用图象方法处理数据，图象坐标应该选用a-$\frac{1}{m}$（填“a-m”或“a-1/m”）
（4）要使小车的质量远大于（填“远大于”或“远小于”）塑料桶和桶中砝码的质量，才能认为细线对小车的拉力等于塑料桶和砝码的重力．

Answer 1

分析 探究加速度与质量和合力的关系，采用控制变量法，实验时需平衡摩擦力，改变小车的质量，不需重新平衡摩擦力，为了得出加速度与质量的关系，应作出线性关系图线．
根据牛顿第二定律，运用整体法和隔离法得出拉力的表达式，从而得出细线对小车的拉力等于塑料桶和砝码的重力的条件．

解答 解：（1）研究加速度与物体质量的关系时，要保持小沙袋的质量不变，改变小车质量，来探究小车运动加速度与小车质量的关系．
（2）改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力．
（3）为了得出加速度和质量的关系，需作出线性关系图线，所以应作a-$\frac{1}{m}$图线．
（4）对整体分析，整体的加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔离对小车分析，绳子的拉力T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，可知当小车的质量远大于塑料桶和桶中砝码的质量，才能认为细线对小车的拉力等于塑料桶和砝码的重力．
故答案为：（1）小沙袋的质量，（2）不要，（3）$a-\frac{1}{m}$，（4）远大于．

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．