Question

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，甲、乙两位同学实验时都先正确平衡摩擦力。实验装置如图甲、乙所示，甲同学在实验时用细线一端连接小车、另一端连接钩码，钩码的重力作为细线的拉力；乙同学利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，两位同学通过改变钩码的个数，确定加速度与细线拉力F的关系。已知甲图中小车的质量等于乙图中力传感器与小车的质量之和。

(1)为减小实验误差，甲同学在实验过程中，小车的质量要________(选填“≫”或“≪”)钩码的质量。乙同学在实验过程中，_______(选填“需要”或“不需要”)满足这个条件。

(2)甲、乙两位同学在实验中采用相同质量的小车，用甲、乙两位同学得到的实验数据在同一坐标中作出图象a­F，如图丙所示图线①②，其中图线①是_______同学所作出的图象，图线②是_______同学所作出的图象。图象中随着F的增大，图线_______将发生弯曲。

Answer

≫； 不需要； (2)乙； 甲； ②；

【解析】（1）甲同学的实验中，设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma ，对钩码有：mg-F=ma ，联立解得：，可得当M≫m时，满足F≈mg。乙同学实验方案中，力传感器测得的拉力就是小车所受的合外力，故对小车和钩码质量的大小关系没有要求，即不需要满足前述条件。

(2)由小车的质量相同，当甲、乙两实验中小车的加速度相同时，细线的拉力相等，对乙，细线的拉力为合外力，传感器测出的就是细线的拉力；对甲，钩码的重力大于细线的拉力，即当加速度相同时，甲的F值大于乙的F值，故图线②是甲同学所作出的图象，图线①是乙同学所作出的图象。当F较大时，M≫m这个条件将不满足，图线②将发生弯曲。