Question

【題目】在探究“加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及重物的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出。

（1）當M與m的大小關系滿足 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及砝碼的重力。

（2）一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及重物的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖像法處理數據，為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該作a與 的圖象。

（3）如圖乙所示為某同學根據測量數據作出的a–F圖線，此圖線說明實驗存在的問題是 。

（4）圖丙為某次實驗得到的紙帶，已知使用電源頻率為50 Hz。根據紙帶可求出小車在C點的速度大小為 m/s，加速度大小為 m/s2（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）M>>m （2） （3）存在的問題時沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 （4）1.7 3.2

【解析】（1）在實驗的過程中，認為繩子的拉力F等于砝碼盤和砝碼的重力mg，而實際上繩子的拉力，故要讓繩子的拉力F約等于砝碼盤和砝碼的重力mg，那么，故應該是M>>m；

（2）根據牛頓第二定律，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a–M圖象；故a與成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作a–圖象；

（3）圖乙圖象與橫軸的截距大于0，說明在拉力大于0時，加速度等于0，說明物體所受拉力之外的其他力的合力大于0，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；

（4）C點為B、D的時間中點，速度為1.7 m/s，所以求出加速度為：3.2 m/s2。