Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與合力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

方法如下：在水平軌道的B點(diǎn)固定一個(gè)光電門(mén)，A點(diǎn)有一個(gè)小車(chē)，小車(chē)上有一個(gè)寬度為d的遮光條。輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)一端懸掛重物，另一端跨過(guò)固定在軌道上的定滑輪與小車(chē)相連，細(xì)線(xiàn)與水平軌道平行，小車(chē)在A點(diǎn)由靜止釋放。

圖甲 圖乙

（1）若A、B之間的距離為L，遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,則小車(chē)的加速度為a=_______________.

（2）本實(shí)驗(yàn)中，把重物的重力當(dāng)成小車(chē)受到的合力，實(shí)驗(yàn)中缺少的一個(gè)重要步驟為______________。

設(shè)重物的質(zhì)量為m,小車(chē)的質(zhì)量為M，則m=____M（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）。

（3）若甲、乙兩同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，各自得到的a-F圖像如圖乙所示，F為小車(chē)受到的合力。圖線(xiàn)的斜率不同說(shuō)明兩位同學(xué)使用器材中________是不同的，且關(guān)系是__________。

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力 遠(yuǎn)小于 小車(chē)質(zhì)量

【解析】（1）小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為：
小車(chē)做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得：v2=2aL
解得： ；

（2）本實(shí)驗(yàn)中，把重物的重力當(dāng)成小車(chē)受到的合力，實(shí)驗(yàn)中缺少的一個(gè)重要步驟為平衡摩擦力；為了使得小車(chē)所受的牽引力等于重物的重力，則必須使得重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M；

（3）由圖可知在拉力相同的情況下a乙＞a甲，根據(jù)F=ma可得a=，即a-F圖象的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù)，即m乙＜m甲．故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)質(zhì)量不同．