Question

【题目】在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

（1）当M与m的大小关系满足____时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。

（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_____的图象。

（3）如图（a），甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是_________。

（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？______。

（5）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图2给出的数据可求出小车的加速度a=______。（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度） 两个小车及车上砝码质量不同（或M）

【解析】（1）以整体为研究对象有：mg=（M+m）a，解得，以M为研究对象有：绳子的拉力F=Ma=mg，显然要有F=mg，必有m+M≈M，故有M＞＞m．即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象为曲线，根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但存在关系：a=，故a与

成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，应作a-图象．
（3）图象中在外力为零的情况下，小车的加速度不为零，说明平衡摩擦力过度．
（4）图象的斜率，所以两个同学的所用的小车及小车中钩码的质量M不同．
（5）根据△x=aT2，运用逐差法得： ．