Question

某實驗小組采用圖示的裝置探究“牛頓第二定律”即探究加速度a與合力F、質量M的關系。實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面。


（1）為了把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個重要步驟是__________________；
（2）為使圖示中鉤碼的總重力大小視為細繩的拉力大小，須滿足的條件是鉤碼的總質量________小車的總質量（填“大于”、“小于”、“遠大于”或“遠小于”）。
（3）一組同學在做小車加速度與小車質量的關系實驗時，保持鉤碼的質量一定，改變小車的總質量，測出相應的加速度．采用圖象法處理數據．為了比較容易地檢查出加速度a與小車的總質量M之間的關系，應作出a與_______的圖象．
（4）甲同學根據測量數據作出的a–F圖象如圖所示，說明實驗中存在的問題是          ．

Answer 1

(1)小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力；
(2) 重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有
對重物，有 mg-T=ma
對小車，有 T=Ma
解得T=mg
故當M＞＞m時，有T≈mg
(3) 根據F=ma可得a=，即在合外力F一定的情況，小車的加速度與小車的質量成反比即小車的加速度與小車的質量的倒數成正比，但反比例關系不容易根據圖象判定，而正比例關系容易根據圖象判定，故應該建立小車加速度（a）與小車質量的倒數()關系圖象，故縱坐標為加速度a，橫坐標為
（4）由圖象可知，當小車沒有拉力時，仍然產生了加速度，故在操作過程中平衡摩擦力過度或者斜面傾角過大．