Question

【題目】某同學用如圖甲所示實驗裝置做“探究加速度與合力的關系”的實驗。

方法如下：在水平軌道的B點固定一個光電門，A點有一個小車，小車上有一個寬度為d的遮光條。輕質細線一端懸掛重物，另一端跨過固定在軌道上的定滑輪與小車相連，細線與水平軌道平行，小車在A點由靜止釋放。

圖甲 圖乙

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

（2）本實驗中，把重物的重力當成小車受到的合力，實驗中缺少的一個重要步驟為______________。

設重物的質量為m,小車的質量為M，則m=____M（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）。

（3）若甲、乙兩同學用同一裝置做實驗，各自得到的a-F圖像如圖乙所示，F為小車受到的合力。圖線的斜率不同說明兩位同學使用器材中________是不同的，且關系是__________。

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力 遠小于 小車質量

【解析】（1）小車經過光電門時的速度為：
小車做初速度為零的勻加速直線運動，由速度位移公式得：v2=2aL
解得： ；

（2）本實驗中，把重物的重力當成小車受到的合力，實驗中缺少的一個重要步驟為平衡摩擦力；為了使得小車所受的牽引力等于重物的重力，則必須使得重物的質量m遠小于小車的質量M；

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