Question

（1）某同學利用圖甲的實驗裝置來進行 “探究加速度與物體所受合力F的關系”的實驗。實驗時，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應滿足的實驗條件是：沙和沙桶的總質量       （填“遠小于”、“遠大于”或“近似等于”）滑塊的質量。該同學保持滑塊的質量不變，改變沙的質量，再根據實驗數據作出了加速度a與合力F關系圖線（如圖乙所示），說明此圖線不通過坐標原點的原因是：　　　      　　　　。

（2）該同學又利用了這個實驗裝置進行“合外力做功與速度變化的關系”的實驗。在滿足上述條件的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M。往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m。讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，已知紙帶上相鄰兩點間的時間間隔為T，在打點計時器打出的紙帶上取兩點p、q（如下圖）。圖中的L和x_p、x_q的長度已經測出。則本實驗最終要驗證的數學表達式為：                       。（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）。

Answer 1

（1）遠小于；（2分） 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2分）
（2）mgL=(- x)或mgL=(- x)（2分）

試題分析：（1）據題意，設沙桶和沙的質量為m，則有：，當M>>m時有： ，所以沙桶和沙的質量遠小于滑塊質量。出現(xiàn)圖示情況是沒有平衡摩擦力。因為當拉力從0開始增加時物體的加速度為0。（2）從p到q，沙桶重力做功為：，動能變化為：, ，經過整理得：mgL=(- x)。