Question

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后面拉動的紙帶經打點計時器打出的點計算得到。

(1)當M與m的大小關系滿足____________時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的總重力。

(2)一組同學在探究加速度與質量的關系時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數據。為了比較容易地得出加速度a與質量M的關系，應作出a與_________________圖象。

(3)甲同學在探究加速度與力的關系時，根據測量數據作出的a-F圖線，如圖2（a）所示，則實驗存在的問題是_____________________。

(4)乙、丙兩同學用同一裝置探究加速度與力的關系時，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示。則兩同學做實驗時__________不同造成的。

(5)某同學在實驗中得到如圖3所示的一條紙帶（兩計數點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據紙帶可求出小車的加速度為________（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】 小車及車中砝碼的質量遠大于盤及盤中砝碼的質量或M>>m 小車及車中砝碼的質量的倒數或 平衡摩擦力時,木板傾角過大或平衡摩擦力過度 兩小車的質量 0.40

【解析】（1）設繩子上拉力為F，對小車及車中砝碼根據牛頓第二定律有：F=Ma ，對盤及盤中砝碼有：mg-F=ma ，聯立解得： ，由此可知當M＞＞m時，繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。

（2）根據牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數圖象是曲線，而根據曲線很難判定出自變量和因變量之間的關系，故不能作a-M圖象；但，可知a與成正比，而正比例函數圖象是過坐標原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關系，故應作的圖象。

（3）圖中沒有拉力時就產生了加速度，說明平衡摩擦力時,木板傾角過大或平衡摩擦力過度。

（4）a-F圖線的斜率表示小車的質量，由圖可知斜率不同，故兩小車的質量不同。

（5）打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，兩計數點間還有四個點沒有畫出所以兩個點的時間間隔為T=0.1s，根據推論，可得加速度為： 。