Question

9．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．

（1）當M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）某組同學實驗得出數(shù)據(jù)，畫出a-F圖象如圖2所示，那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題可能是B
A．實驗中沒有平衡摩擦力
B．實驗中平衡摩擦力過度
C．實驗中繩子拉力方向沒有跟木板平行
D．實驗中小車質(zhì)量發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大；

解答 解：（1）以整體為研究對象有：mg=（m+M）a；解得：a=$\frac{mg}{m+M}$，以M為研究對象有繩子的拉力為：$F=Ma=\frac{M}{m+M}mg$；顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（2）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作a-M圖象；但存在關(guān)系：$a=\frac{F}{M}$，故a與 $\frac{1}{M}$成正比，而正比例函數(shù)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(guān)系，故應作$a-\frac{1}{M}$圖象；
（3）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大，故選B．
故答案為：（1）M＞＞m；（2）B．

點評 本題關(guān)鍵是掌握實驗的原理和方法，就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學習和掌握．