Question

【題目】某同學驗證物體質量一定時加速度與合力的關系，實驗裝置如圖所示。主要思路是，通過改變懸掛小鉤碼的質量，改變小車所受拉力，并測得小車的加速度。將每組數據在坐標紙上描點、畫線，觀察圖線特點。

（1）實驗中為使小鉤碼的重力近似等于小車所受拉力，則鉤碼的質量m和小車質量M應該滿足的關系為：___________。

（2）如圖所示為本實驗中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T，測量其中x1、x2、x3、x4、x5、x6。為了盡量減小誤差，則用T、x1、x2…x6表示小車加速度大小a=_______________。

（3）經過6次實驗，獲得了6組對應的小車所受合力F、小車加速度a的數據，在坐標紙上描點、畫線，得到如圖所示的a-F圖線。發(fā)現圖線不過原點，經排查發(fā)現：并非人為的偶然誤差所致，那么，你認為出現這種結果的原因可能是： 。學習牛頓第二定律后，你認為，圖中圖線的斜率表示 。

Answer 1

【答案】（1）M＞＞m；（2）；

（3）沒有平衡摩擦力或平衡不夠；小車質量M的倒數。

【解析】試題分析：（1）根據牛頓第二定律得：

對m：mg-F拉=ma

對M：F拉=Ma

解得：

當m＜＜M時，即當鉤碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力．

（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，則有：

x4-x1=3a1T2

x5-x2=3a2T2

x6-x3=3a3T2

為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，得： a=（a1+a2+a3）

即小車運動的加速度計算表達式為：

（3）a-F圖象不過原點而有橫軸截距，說明當掛上鉤碼后加速度仍不為零，說明沒有平衡摩擦力或平衡不夠；根據可知a-F圖象的斜率表示小車質量M的倒數。