Question

【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置如圖甲所示．圖中小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，小車后面固定一條紙帶，紙帶穿過電磁打點計時器，計時器接50Hz交流電。

① 小車運動時受到的拉力近似等于鉤碼的總重力，那M與m應滿足的條件是__________；

② 實驗過程中甲、乙兩組學生得到的a-F圖象分別為圖中的A、B兩條圖線，據(jù)圖可得，甲、乙實驗操作時哪一步驟沒做好？

甲：_____________

乙：______

Answer 1

【答案】①M>>m ② 甲：平衡摩擦力過度或者平衡摩擦力時傾角過大。 乙：隨著鉤碼的重力增大，不再滿足M>>m的條件。

【解析】

（1）根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度，隔離分析，求出繩子拉力和鉤碼重力的關(guān)系，從而確定使鉤碼重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力的條件；

（2）根據(jù)a-F圖像的位置和形狀，結(jié)合實驗原理分析原因.

①設鉤碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，對鉤碼與小車組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得：，對小車，由牛頓第二定律得：T=Ma=，只有當鉤碼的質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，即： M>>m時，小車受到的拉力近似等于鉤碼的重力；

②甲：由A可知，當F=0時，加速度a不為零，可知出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是平衡摩擦力過度或者平衡摩擦力時傾角過大。乙：由B可知圖像出現(xiàn)彎曲的原因是隨著鉤碼的重力增大，不再滿足M>>m的條件。