Question

【題目】“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置如圖甲所示．圖中小車的質量為M，鉤碼的質量為m，小車后面固定一條紙帶，紙帶穿過電磁打點計時器，計時器接50Hz交流電。

① 小車運動時受到的拉力近似等于鉤碼的總重力，那M與m應滿足的條件是__________；

② 實驗過程中甲、乙兩組學生得到的a-F圖象分別為圖中的A、B兩條圖線，據圖可得，甲、乙實驗操作時哪一步驟沒做好？

甲：_____________

乙：______

Answer 1

【答案】①M>>m ② 甲：平衡摩擦力過度或者平衡摩擦力時傾角過大。 乙：隨著鉤碼的重力增大，不再滿足M>>m的條件。

【解析】

（1）根據牛頓第二定律求出整體的加速度，隔離分析，求出繩子拉力和鉤碼重力的關系，從而確定使鉤碼重力在數值上近似等于小車運動時受到的拉力的條件；

（2）根據a-F圖像的位置和形狀，結合實驗原理分析原因.

①設鉤碼的質量為m，小車的質量為M，對鉤碼與小車組成的系統，由牛頓第二定律得：，對小車，由牛頓第二定律得：T=Ma=，只有當鉤碼的質量遠小于小車質量時，即： M>>m時，小車受到的拉力近似等于鉤碼的重力；

②甲：由A可知，當F=0時，加速度a不為零，可知出現此現象的原因是平衡摩擦力過度或者平衡摩擦力時傾角過大。乙：由B可知圖像出現彎曲的原因是隨著鉤碼的重力增大，不再滿足M>>m的條件。