Question

【題目】某中學實驗小組的同學利用如圖所示的裝置完成了探究物體的加速度與合外力、質量關系，該小組的同學進行了如下的操作：

①首先將光電門A、B固定在一端帶定滑輪的長木板上，并將長木板的已端適當墊高；

②將帶有擋光片的小車和鉤碼用細繩栓接，跨過定滑輪后將小車從長木板的一定高度靜止釋放。

己知鉤碼的質量為m，擋光片和小車的總質量為M，擋光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為s，滑塊經(jīng)過光電門A、B時的擋光時間分別為t1和t2 請回答下列問題：

（1）在本實驗中通常要求擋光片和小車的總質置遠大于鉤碼的質量，其目的是____。

（2）小車的加速度的關系式為a=_________.（用題中的物理量表示）

（3）該小組的同學在探似瞞度與外力的關系時，通過改變鉤碼的質量，得到了多組實驗數(shù)據(jù)，畫出圖線后，發(fā)現(xiàn)該圖線不過原點，其原因是_________。

Answer 1

【答案】讓小車所受合外力大小等于（或約等于）mg 木板傾角偏小或偏大（或平衡摩擦力不足或過量）

【解析】

(1)[1]設小車的質量為M，鉤碼的質量為m，對鉤碼由牛頓第二定律得：

對小車：

解得：

F=；

當擋光片和小車的總質量遠大于鉤碼的質量時，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力，這樣做的目的是小車所受合外力大小等于（或約等于）mg。

(2)[2]小車經(jīng)過光電門A、B時的速度分別為：

v1=、v2=

則由運動學公式可知，其加速度的表達式為：

a==；

(3)[3]圖線沒過原點，可能是與縱軸或橫軸存在交點，即不加鉤碼時，給小車一個初速度，小車會做加速運動或減速運動，說明可能平衡摩擦力不足，也可能平衡摩擦力過量。