Question

【題目】在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M 表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后推動的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打上的點(diǎn)計(jì)算出。

(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足____________時(shí)，才可以認(rèn)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(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)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(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與_____的圖像。

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

(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的a-F圖線如圖(c)所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？_________________________。

(5)本實(shí)驗(yàn)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(shí)傾角過大 小車及車上砝碼的總質(zhì)量 控制變量法

【解析】(1)以整體為研究對象有: ,則當(dāng)M>>m時(shí)，此時(shí)可以認(rèn)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(guān)系,故不能作圖像;但存在關(guān)系: ,故a與成正比,而正比例函數(shù)圖像是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系,故應(yīng)作 圖像
(3)圖（a）中當(dāng)拉力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)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(shí)，已經(jīng)有了加速度了，則說明在平衡摩擦力時(shí)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(zhì)量M倒數(shù)的大小，且斜率越大表示質(zhì)量M越小，從圖像上可以看出兩個(gè)斜率不相同，即小車及車上砝碼的總質(zhì)量M是不一樣的。