Question

为了探究加速度与力、质量的关系，物理兴趣小组成员独立设计了如图甲所示的实验探究方案，并进行了实验操作．

（1）在长木板的左端垫上木块的目的是      ；

（2）实验中用砝码（包括小盘）的重力G=mg的大小作为小车（质量为M）所受拉力F的大小，能够实现这一设想的前提条件是      ；

（3）图乙为小车质量M一定时，根据实验数据描绘的小车加速度的倒数与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象．设图中直线斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车的质量M为     ．

Answer

（1）平衡摩擦力；（2）m＜＜M；（3）

【解析】

试题分析：（1、2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，了解平衡摩擦力的方法；

（3）根据牛顿第二定律写出与小车上砝码质量m的表达式，然后结合斜率与截距概念求解即可．

【解析】
（1）实验中有摩擦力影响，需要先平衡摩擦力，让长木板的左端适当垫高．

（2）以M和m系统为研究对象，mg=（M+m）a，以小车为研究对象F拉=Ma

联立方程得：，由此可知当m＜＜M时，即当钩码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于钩码的总重力．

（3）对小车，根据牛顿第二定律得：F=（m+M）a，

变形得

所以﹣m图线的斜率表示，

则k=，

图象的截距为

所以M=

故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）m＜＜M；（3）

【点评】遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．