Question

【題目】在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，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，小車拖動后面的紙帶，小車的加速度可由紙帶上打出的點計算出。

（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及盤中砝碼的重力。

（2）某一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，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，應該做a與_______的圖像。

（3）如圖（a）是甲同學根據測量數據做出的a－F圖線，說明實驗存在的問題是_______。

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力時傾角過大

【解析】

（1）[1]平衡摩擦力后，對盤及盤中砝碼，應用牛頓第二定律：

對小車及車中砝碼，應用牛頓第二定律：

兩式相比解得：，滿足時，可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力；

（2）[2]根據牛頓第二定律：

變形后得到：

所以保持盤及盤中砝碼的質量一定，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，應采用圖像；

（3）[3]未施加外力時M已有加速度，說明平衡摩擦力時傾角過大，重力的分力大于滑動摩擦力，所以在外力為零時，M已經開始加速下滑。