Question

【題目】某同學用長木板、小車、光電門等裝置做探究加速度與質量關系的實驗。裝置如圖所示。

（1）實驗前先用游標卡尺測出安裝在小車上遮光條的寬度為d。

（2）按圖示安裝好裝置，將長木板沒有定滑輪的一端適當墊高，輕推不連接砝碼盤的小車，如果計時器記錄小車通過光電門的時間t1、t2滿足t1_______t2（填“大于”“小于”或“等于”），則摩擦力得到了平衡。

（3）保證砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量，調節好裝置后，將小車由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門A、B的時間分別為t1、t2，測出兩光電門間的距離為L，則小車的加速度a=_____（用測出的物理量字母表示）。

（4）保持兩個光電門間的距離、砝碼和砝碼盤的總質量均不變，改變小車的質量M重復實驗多次，測出多組加速度a的值，及對應的小車質量M，作出圖像。若圖像為一條過原點的傾斜直線，則得出的結論_________。

Answer 1

【答案】等于 合外力不變時，小車的加速度與質量成反比（與質量的倒數成正比）

【解析】

（2）[1]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力來抵消摩擦力的作用，具體做法是：將小車輕放（靜止）在長木板上，掛好紙帶（紙帶和打點計時器的限位孔之間有摩擦力）、不連接砝碼盤，將長木板靠近打點計時器的一端適當墊高，形成斜面，輕推小車，使小車做勻速運動（紙帶上兩點的距離相等）即可，此時小車通過光電門的時間t1、t2，當滿足t1等于t2，則摩擦力得到了平衡；

（3）[2]遮光條經過光電門A時的速度為

經過光電門B時的速度為

根據速度位移公式有

解得

（4）[3]設小車的加速度為a，小車的合外力F，以小車為研究對象，根據牛頓第二定律有

解得

由上可知，合外力不變時，小車的加速度與質量成反比（與質量的倒數成正比）。