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(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，用不同重物通過(guò)細(xì)線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）實(shí)驗(yàn)中可近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)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(cè)得遮光條的寬度d、多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間△t，并算出相應(yīng)小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度v，通過(guò)描點(diǎn)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(shí)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(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因是______．

Answer 1

解：（1）設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma ①
對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma ②
由此解得：=，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力．
故答案為：M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m．
（2）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)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(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)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(shí)驗(yàn)時(shí)木板是水平的，沒(méi)有進(jìn)行平衡摩擦力操作，開始當(dāng)小車掛上重物時(shí)，加速度卻為零，線性圖象不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，故導(dǎo)致圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因是木板傾角偏小．
故答案為：木板傾角偏�。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆�平衡摩擦力”）．
分析：（1）在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，實(shí)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(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma；對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma；由此解得：=，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力；
（2）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)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(shí)，而小車的加速度為零，說(shuō)明操作過(guò)程中沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)與教材中的實(shí)驗(yàn)有所不同，但是根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)，明確了實(shí)驗(yàn)原理，即可正確解答．