Question

如圖所示為某同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）實驗中可近似認為細線對小車的拉力與重物重力大小相等，則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為______．
（2）測得遮光條的寬度d、多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間△t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關(guān)系．處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作用______（選填“v-m”或“v²-m”）圖象．
（3）某同學(xué)在（2）中作出的線性圖象不通過坐標原點，其原因是______．

Answer 1

解：（1）設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma ②
由此解得：=，由此可知當(dāng)M＞＞m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力．
故答案為：M遠遠大于m．
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：，由題意可知，M、s不變，畫出v²-m圖象，若圖象為過原點的直線，則說明外力和加速度成正比，故畫出v²-m圖象可以直觀的得出結(jié)論．
故答案為：v²-m．
（3）由（2）可知，實驗時木板是水平的，沒有進行平衡摩擦力操作，開始當(dāng)小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導(dǎo)致圖象不過原點的原因是木板傾角偏�。�
故答案為：木板傾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）．
分析：（1）在運動的過程，實際上重物的重力不等于繩子的拉力，設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma；對砂桶和砂有：mg-F=ma；由此解得：=，由此可知當(dāng)M＞＞m時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力；
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：，可知畫出v²-m圖象可以直觀的得出結(jié)論．
（3）由圖可知開始有外力時，而小車的加速度為零，說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
點評：本實驗與教材中的實驗有所不同，但是根據(jù)所學(xué)物理知識，明確了實驗原理，即可正確解答．