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(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)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(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力

(2)一同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(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________的圖象．

(3)如圖實(shí)(a)所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a－F圖線，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是______________．

(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a－F圖線如圖(b)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)若圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（____）

A．小車(chē)與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車(chē)的質(zhì)量太大

Answer 1

【答案】（1）；（2）F；（3）沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠。（4）M；（5）C

【解析】

（1）以整體為對(duì)象： ，則小車(chē)的加速度為：

再以小車(chē)及車(chē)中的砝碼為研究對(duì)象，可以求出繩子的拉力，即：

當(dāng) 可以近似認(rèn)為

所以要認(rèn)為繩子拉力等于砂和砂桶的重力，則必須滿足條件

（2）根據(jù)牛頓第二定律：，a與M成反比，兩者圖像是一條曲線，因而很難判定出a與M的關(guān)系，但存在關(guān)系：，即a與F成正比，兩者圖像是一條直線，因此很容易判定出兩者關(guān)系，故應(yīng)作 圖像。

（3）(a)圖中拉力F到一定值后才產(chǎn)生加速度，故實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠。

（4）由關(guān)系式易知，a-F圖像中，斜率代表，(b)圖中兩條直線斜率明顯不同，故兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中M的取值不同。

（5）若，則，即圖像a-F是正比例函數(shù)，當(dāng)m不在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于M時(shí)，關(guān)系式不在成立，此時(shí)圖像a-F會(huì)出現(xiàn)彎曲，故選C

綜上所述本題答案是：（1）；（2）F； （3）沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠。

（4）M； （5）C