Question

在做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗時，采用如圖1所示的實驗裝置，讓重物通過輕繩拖動小車在長木板上做勻加速直線運動．其中小車質(zhì)量用M表示，重物質(zhì)量用m
表示，加速度用a表示．
（1）實驗時需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，這樣做是為了消除

木板對小車的摩擦力

的影響，使小車所受合外力F等于繩對小車的拉力．
（2）實驗中由于繩對小車的拉力

小于

（選填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，會給實驗帶來系統(tǒng)誤差．為減小此誤差，實驗中要對小車質(zhì)量M和重物質(zhì)量m進(jìn)行選取，以下四組數(shù)據(jù)中最合理的一組是

④

．（填寫相應(yīng)序號）
①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g、140g
②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g、55g
③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g
（3）實驗中某同學(xué)先保持重物質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，測出了相應(yīng)的加速度a．為便于得到a與M的關(guān)系，他采用圖象法處理數(shù)據(jù)，你建議他做a與

1

M

的圖象．
（4）甲、乙兩同學(xué)用同一種方法做實驗，即保持小車質(zhì)量M不變，改變重物質(zhì)量m，測出了相應(yīng)的加速度a．正確操作后，他們根據(jù)各自測得的實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖2所示的a-F圖象．他們得到圖象不同，其原因是他們選取的

小車質(zhì)量

不同，但他們得到了相同的結(jié)論，此結(jié)論是：

當(dāng)質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗原理可知該實驗需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶饽Σ亮Γ?br />（2）當(dāng)盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力；
（3）反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系；正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系；
（4）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大．
（4）a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同，根據(jù)圖象特點可得出結(jié)論．

解答：解：（1）為了消除小車所受摩擦力對實驗的影響，在該實驗中需要將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋?br />故答案為：木板對小車的摩擦力．
（2）重物與小車一起加速運動，因此重物對小車的拉力小于重物的重力，當(dāng)盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，因此第④組數(shù)據(jù)比較符合要求．
故答案為：小于，④．
（3）根據(jù)牛頓第二定律F=Ma，a與M成反比，而反比例函數(shù)圖象是曲線，而根據(jù)曲線很難判定出自變量和因變量之間的關(guān)系，故不能作a-M圖象；但a=

F

M

，
故a與

1

M

成正比，而正比例函數(shù)圖象是過坐標(biāo)原點的一條直線，就比較容易判定自變量和因變量之間的關(guān)系，故應(yīng)作a-

1

M

圖象．
故答案為：

1

M

．
（4）圖象的斜率表示小車質(zhì)量大小，因此斜率不同說明小車質(zhì)量不同，圖象為過原點的直線，說明當(dāng)質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比．
故答案為：小車質(zhì)量，當(dāng)質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比．

點評：只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．