Question

10．兩個相同的小車并排放在光滑水平桌面上，小車前端系上細(xì)線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼（圖a）．小車所受的水平拉力F的大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤）所受的重力大小．小車后端也系有細(xì)線，用一只夾子夾住兩根細(xì)線（圖b），控制兩輛小車同時開始運(yùn)動和結(jié)束運(yùn)動．
由于兩個小車初速度都是零，運(yùn)動時間又相同，s=$\frac{a{t}^{2}}{2}$，即s∝a，只要測出兩小車位移s之比就等于它們的加速度a之比．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：
當(dāng)小車質(zhì)量相同時，加速度與拉力成正比；當(dāng)拉力F相等時，加速度與質(zhì)量成反比．
實(shí)驗(yàn)中用砝碼（包括砝碼盤）所受的重力G=mg的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做會引起實(shí)驗(yàn)誤差．為了減小這個誤差，G與小車所受重力Mg之間需要滿足的關(guān)系是：G＜＜Mg（或m＜＜M）．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)是控制變量法的實(shí)驗(yàn)，不能讓小車和砝碼的質(zhì)量都不同，應(yīng)該保持一個量是相同的．
通過比較繩對小車的拉力大小和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?yán)�力大小等于盤和盤中砝碼的重力．

解答 解：本實(shí)驗(yàn)是控制變量法的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：當(dāng)小車質(zhì)量相同時，加速度與拉力成正比．
當(dāng)拉力F相等時，加速度與質(zhì)量成反比．
小車的加速度為a，拉力為F，設(shè)砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量m，小車質(zhì)量M，
對砝碼盤和砝碼：mg-F=ma；
對小車：F=Ma；
聯(lián)立得：F=$\frac{mMg}{M+m}$，
故只有在M＞＞m的情況下近似認(rèn)為拉力等于mg．
故答案為：正比；反比；G＜＜Mg（或m＜＜M）．

點(diǎn)評 只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．