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，盤及盤中的砝碼質量用m表示，小車的加速度可由小車后推動的紙帶由打點計時器打上的點計算出。

(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(shù)據(jù)。為了比較容易地確定出加速度a與質量M的關系，應該作a與_____的圖像。

(3)若甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖(a)所示，說明實驗存在的問題是____________________；若甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖(b)所示，說明實驗存在的問題是________________________。

(4)乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線如圖(c)所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？_________________________。

(5)本實驗所采用的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】 M>>m 沒有或完全平衡摩擦力 平衡摩擦力時傾角過大 小車及車上砝碼的總質量 控制變量法

【解析】(1)以整體為研究對象有: ,則當M>>m時，此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)根據(jù)牛頓第二定律 ,a與M成反比,而反比例函數(shù)圖象是曲線,而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系,故不能作圖像;但存在關系: ,故a與成正比,而正比例函數(shù)圖像是過坐標原點的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關系,故應作 圖像
(3)圖（a）中當拉力達到一定數(shù)值時才產(chǎn)生了加速度,說明沒有平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力，若出現(xiàn)的是（b）圖，則表明還沒有施加外力F時，已經(jīng)有了加速度了，則說明在平衡摩擦力時傾角過大。

（4）由于，在a-F圖像中，斜率表示了小車及車上砝碼的總質量M倒數(shù)的大小，且斜率越大表示質量M越小，從圖像上可以看出兩個斜率不相同，即小車及車上砝碼的總質量M是不一樣的。