Question

用如圖1裝置探究加速度與力和質量的關系，設沙和沙桶的質量為m，小車的質量為M：

（1）為了消除摩擦力對小車運動的影響，應將木板______；
（2）本實驗中近似地認為：繩子對車的拉力大小等于沙和沙桶的重力，其條件是______；
（3）實驗中測得a-1/M關系如圖2，圖線右部發(fā)生了彎曲，試分析產生上述現象的原因．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）木板與小車間有摩擦力，為了減小誤差，需要平衡掉摩擦力，即墊高木板左端，使摩擦力與重力沿斜面向下的分力相等；
（2）根據牛頓第二定律分別對整體和砂和砂桶列方程可找出繩子的張力和砂和砂桶重力的關系，從而可分析出繩子對車的拉力大小等于沙和沙桶的重力的條件；
（3）本實驗必須滿足的條件M＞＞m，不滿足時則圖象不再為直線．
解答：解：（1）木板與小車間有摩擦力，為了減小誤差，需要平衡掉摩擦力，即墊高木板左端，使摩擦力與重力沿斜面向下的分力相等；
（2）以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得
以M為研究對象有繩子的拉力

顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（3）隨著F的增大不再滿足沙和沙桶質量遠小于小車質量，即不再滿足m＜＜M，故發(fā)現圖中直線發(fā)生彎曲．a與圖線斜率表示小車的合力，當m比較小時，合力可以認為等于mg，當m比較大時，合力小于mg．
故答案為：（1）左端墊高以平衡摩擦力；（2）M＞＞m；（3）當M較小時，不滿足條件M＞＞m
點評：對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數據處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，還要會分析實驗誤差．