Question

一位同學認為，根據對勻變速直線運動的實驗研究，可以直接測量不同拉力時的加速度，驗證a∝的猜想.實驗所需器材有帶滑輪的平板、小車、打點計時器等，實驗裝置如圖1所示.

實驗時，先把長木板 的一端稍微墊高，單獨放上小車后輕輕一推，使小車看上去能做勻速直線運動，然后開啟打點計時器，并在小盤中加上砝碼，拉動小車一起做勻加速直線運動.
從打點紙帶測出加速度，用天平測出小車質量為M，小盤和砝碼質量為m.當M?垌m時，可認為拉力T=mg.改變小盤中的砝碼即可改變對車的拉力，由此即可驗證a∝的關系，試問
（1）實驗時，為什么把長木板一端墊高？
（2）對于“當M>m時，可認為拉力F=mg”這一說法，你認為有道理嗎？并說明理由.

Answer 1

（1）實驗時將長木板一端墊高是為了平衡木板對小車的摩擦力（通過調整墊高的高度可使得小車重力沿木板方向的分力與木板對小車的摩擦力等大反向，使小車做勻速直線運動）
（2）為了計算繩的拉力T，可以把小車和小盤隔離開來，當不考慮桌面與滑輪的摩擦力時，小車和小盤的受力如圖1所示.

對小車 T=Ma
對小盤 mg-T=ma
聯立兩式解得T=mg＜mg
由此可見，實驗中小車受到的拉力實際上不等于小盤及砝碼的重力.當m<M時，由于
T=mg=mg≈mg
可以認為繩對小車的拉力等于小盤及砝碼的重力.

【試題分析】