Question

【題目】某同學設計了一個探究小車的加速度a與小車所受拉力F及質量m關系的實驗，圖為實驗裝置簡圖。所用交變電流的頻率為50Hz，小車及車中砝碼的質量用m表示，盤及盤中砝碼的質量用M表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶上由打點計時器打出的點計算出。

（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和盤中砝碼的重力。

（2）某次實驗得到的紙帶及實驗數據如圖所示，圖中所畫點為計數點，相鄰計數點之間還有4個點未畫出，根據紙帶可求出小車的加速度大小為__________。(保留3位有效數字)

（3）保持盤及盤中砝碼的質量不變，改變小車中砝碼的質量，分別得到小車加速度a與質量m及對應的，數據如下表:請在方格坐標紙中畫圖線__________，并從圖線求出小車加速度a與質量倒數之間的關系式是__________。

試驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8
（ms-2）	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
kg-1	4.00	3.45	3.03	2.50	2.00	1.41	1.00	0.60

Answer 1

【答案】 0.500m/s2

【解析】

（1）[1]．該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．根據牛頓第二定律得：
對M：

Mg-F拉=Ma

對m：

F拉=ma

解得：

當時，即當盤和盤中砝碼的重力遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）[2]．圖中相鄰計數點之間還有4個點未畫出，則T=0.1s，根據勻變速直線運動的推論公式

△x=aT2

得：

（3）[3]．根據圖表在坐標紙上描點，然后用一條直線將這些點和坐標原點連接起來，圖象如圖所示；

根據圖象可知，斜率

則