Question

【题目】“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

（1）当小车（包括车中砝码）的质量M与砝码及盘的质量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砝码及盘的重力。

（2）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a ＝________m/s 2 (结果保留两位有效数字)

（3）图是甲、乙两同学根据实验数据画出的图象。

形成图线甲的原因是_________________________________。

形成图线乙的原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】mM　 0.16 长木板倾角过大 未平衡摩擦力或长木板倾角过小

【解析】

（1）为使绳子的拉力等于盘及盘中砝码的重力，小车及车中砝码的质量应远远大于盘及盘中砝码的质量；
（2）根据匀变速直线运动的推论公式求解加速度；
（3）根据图象判断平衡摩擦力时倾角的大小即可；

（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究，为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的没有滑轮的一端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力；
根据牛顿第二定律得：
对砝码及盘：
对小车M：
解得：
当时，即当砝码及盘的质量要远小于小车的质量，绳子的拉力近似等于砝码及盘的总重力；
（2）图中每5个点取一个计数点，则，根据匀变速直线运动的推论公式得：；
（3）由图线甲可知，当时，，所以没有拉力时，小车已经有加速度，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大，即平衡摩擦力过度；
由图线乙可知，当时，，原因可能是未平衡摩擦力或长木板倾角过小。