Question

如圖所示，A為放在氣墊導軌（氣墊導軌是一種常見的實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可看作沒有摩擦）上的滑塊，B為砝碼，某同學用此裝置來探究物體運動的加速度a與所受外力F的關系.保持滑塊的質量M不變，通過增減砝碼個數來改變細繩對滑塊拉力F的大小；再借助光電計時器、光電門等測得有關數據，從而計算出滑塊的加速度a,并將實驗數據記入下表.


該同學在分析表中的實驗數據時發現：對于前三組數據，砝碼的重力G跟滑塊加速度a的比值近似等于一個常數（即a隨G的增大而正比例增大）；而后三組數據，砝碼的重力G跟滑塊加速度a的比值則存在明顯的差異（即a隨G的增大不成正比例增大）.通過分析列式說明造成這一情況的原因.

Answer 1

當砝碼質量m遠小于滑塊質量M時，F≈mg=G,≈M=常量（故前三組數據基本反映a∝F的關系）；當m接近M時，=M+m≠常量（故后三組數據不能反映a∝F的關系）.

根據牛頓運動定律，對滑塊有F=Ma
對砝碼有：mg-F=ma,從而可得F=.
可知：當砝碼質量m遠小于滑塊質量M時，F≈mg=G,≈M=常量（故前三組數據基本反映a∝F的關系）；當m接近M時，=M+m≠常量（故后三組數據不能反映a∝F的關系）.