Question

在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动由打点计时器打上的点的纸带计算出．

（1）实验中让M与m的大小关系满足M＞＞m．目的是使拉小车的力近似等于           ．

（2）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：

A．利用公式计算；

B．根据利用逐差法计算．

两种方案中，你认为选择方案      比较合理．

（3）如图2（a）为甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是      ．

（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线如图2（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？      ．

Answer

（1）盘及盘中砝码的重力

（2）B；

（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；

（4）小车及车上的砝码的总质量不同

【解析】

试题分析：（1）以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力，显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．

（2）利用实验中打出的纸带求加速度时，根据利用逐差法计算，误差较小，故选B．

（3）图B中图象与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

（4）由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a丙，根据F=ma可得，即a-F图象的斜率等于物体的质量，且m乙＜m丙．故两人的实验中小车及车中砝码的总质量不同。

考点：验证牛顿第二定律

【名师点睛】此题考查了验证牛顿第二定律的实验；解题时只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握，对重要的实验步骤要熟练掌握，例如平衡摩擦力．