Question

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由打點計時器打出的點計算出，實驗中所使用的電源是50H_Z的交流電．

（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）圖乙為某次實驗得到的紙帶，圖中A、B、C、D、E為計數點，相鄰兩個計數點間有四個點未畫出．根據紙帶可計算出紙帶所對應小車的加速度a=______m/s²（結果保留三位有效數字）
（3）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．采用圖象法處理數據．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______的圖象．
（4）如圖丙所示為甲同學根據測量數據作出的a-F圖象，說明實驗存在的問題是______．
（5）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖象如圖丁所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同______．

Answer 1

（1）根據牛頓第二定律得，a=

mg

M+m

，則繩子的拉力F=Ma=

mMg

M+m

=

mg

1+ m M

，知當m遠小于M時，繩子的拉力等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）根據△x=aT²，運用逐差法得，a=

xCE-xAC

4T2

=

[(49.10-17.54)-17.54]×10-2

4×0.01

=3.51m/s²．
（3）因為a與M的關系圖線為曲線，無法得出a與M的關系，應該作出a-

1

M

圖線，通過圖線是直線，說明a與M成反比．
（4）F不等于零時，加速度仍然為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（5）a-F圖線的斜率表示質量的倒數，圖線的斜率不同，則兩個同學做實驗時的小車質量不同．
故答案為：（1）m遠小于M，（2）3.51，（3）

1

M

（4）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，（5）小車的質量．