Question

【題目】某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的裝置完成了探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，該小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的操作：

①首先將光電門A、B固定在一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板上，并將長(zhǎng)木板的已端適當(dāng)墊高；

②將帶有擋光片的小車和鉤碼用細(xì)繩栓接，跨過定滑輪后將小車從長(zhǎng)木板的一定高度靜止釋放。

己知鉤碼的質(zhì)量為m，擋光片和小車的總質(zhì)量為M，擋光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為s，滑塊經(jīng)過光電門A、B時(shí)的擋光時(shí)間分別為t1和t2 請(qǐng)回答下列問題：

（1）在本實(shí)驗(yàn)中通常要求擋光片和小車的總質(zhì)置遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，其目的是____。

（2）小車的加速度的關(guān)系式為a=_________.（用題中的物理量表示）

（3）該小組的同學(xué)在探似瞞度與外力的關(guān)系時(shí)，通過改變鉤碼的質(zhì)量，得到了多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出圖線后，發(fā)現(xiàn)該圖線不過原點(diǎn)，其原因是_________。

Answer 1

【答案】讓小車所受合外力大小等于（或約等于）mg 木板傾角偏小或偏大（或平衡摩擦力不足或過量）

【解析】

(1)[1]設(shè)小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，對(duì)鉤碼由牛頓第二定律得：

對(duì)小車：

解得：

F=；

當(dāng)擋光片和小車的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量時(shí)，繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力，這樣做的目的是小車所受合外力大小等于（或約等于）mg。

(2)[2]小車經(jīng)過光電門A、B時(shí)的速度分別為：

v1=、v2=

則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，其加速度的表達(dá)式為：

a==；

(3)[3]圖線沒過原點(diǎn)，可能是與縱軸或橫軸存在交點(diǎn)，即不加鉤碼時(shí)，給小車一個(gè)初速度，小車會(huì)做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)，說明可能平衡摩擦力不足，也可能平衡摩擦力過量。