所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用
在执行“牛顿运动定律验证”的实验时,我们使用了图1中展示的实验设备。在这个装置中,小车及其内部砝码的总质量以M来标识,而托盘及其上放置的砝码的总质量则以m来表示。小车的加速度可以通过分析小车尾部拖动的纸带上形成的点迹来计算得出。

只有当M与m的尺寸比例符合特定条件,我们才能认定绳子对小车施加的牵引力与悬挂在盘中的砝码及盘自身的重量相等。
在进行加速度与质量关系实验的过程中,同学们确保了托盘及其上砝码的质量保持不变开yun体育app入口登录,随后他们调整了小车及其内部砝码的质量,并测量了相应的加速度值。为了更方便地观察和分析加速度a与质量M之间的关联,他们决定绘制加速度a与某个变量的图象。
如图(a)所示,甲同学依据测量所得数据绘制的a-F曲线揭示了实验中存在以下问题:,。
乙、丙两位同学使用相同的实验设备进行了实验,并绘制出了各自所获得的a-F曲线开元棋官方正版下载,如图(b)所示。在他们的实验过程中,所测得的物理量的数值存在差异。
答案
解:(1)根据牛顿第二定律,对整体有:a=
,则绳子的拉力F=Ma=
显而易见,若要满足F=mg的条件,则必须有m+M等于M,即M远大于m,这样我们才能认为绳子对小车施加的拉力与盘及盘中砝码的重力相等。
依据牛顿的第二个运动定律,F等于Ma,加速度a与质量M呈现反比关系。然而,反比例函数的图像呈现为曲线形态,这使得我们难以准确判断自变量和因变量之间的具体联系,因此,我们无法绘制出加速度与质量的图像。
但a=
,故a与
成正比关系意味着两个量之间是相互关联的,并且当其中一个量增加时,另一个量也会相应增加。由于正比例函数的图像是一条穿过坐标原点的直线,这种特性使得我们能够较为轻松地识别自变量与因变量之间的依赖关系,因此,在分析时应优先考虑使用a-
图象;
在图中未出现拉力的情况下存在加速度,这表明重力产生的分力超过了摩擦力开yun体育官网入口登录app,这种情况的出现是因为在调整平衡摩擦力时,木板的倾斜角度设置得过大。
(4)根据a=
a-F图像的斜率反映了质量的倒数,通过观察图像斜率的不同,我们可以得知在两次实验中,两辆小车以及它们所载砝码的总质量存在差异。
故答案为:
(1)M>>m;
(2)
(3)平衡摩擦力时木板倾角过大
(4)两小车及车上砝码的总质量不同.