Question

某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，小車及車中鉤碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示．
（1）在實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時(shí)需將長(zhǎng)木板的右端墊高，直到在沒(méi)有沙桶拖動(dòng)下，小車拖動(dòng)紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器時(shí)能______．
（2）在______條件下，可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，在控制______不變的情況下，可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（3）如圖丙所示為某同學(xué)根據(jù)所測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是______．

Answer 1

解：（1）平衡掉摩擦力后小車受到的合外力為零，故目的是讓小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）假設(shè)小車的加速度為a，拉力為F，
以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力．
在控制M不變時(shí)可以探究加速度與合力的關(guān)系．
（3）由圖象可知，當(dāng)小車有拉力時(shí)，仍然沒(méi)有產(chǎn)生了加速度，故在操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠．故答案為：沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠．
故答案為：（1）勻速直線運(yùn)動(dòng)
（2）m＜＜M （沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量）；M（小車的質(zhì)量）
（3）沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠．
分析：（1）平衡掉摩擦力后小車受到的合外力為零，故目的是讓小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)我們認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，但實(shí)際不是，只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg．實(shí)驗(yàn)的方法是控制變量法．
（3）根據(jù)圖象分析截距的意義便可得到誤差產(chǎn)生的原因．
點(diǎn)評(píng)：只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．紙帶的處理在很多實(shí)驗(yàn)中都有涉及，對(duì)于速度和加速度的求法一定要牢固掌握．