解题思路:由于该实验涉及的物理量较多,因此该实验采用的是控制变量法研究加速度、质量、合力三者之间的关系;
由牛顿第二定律可得,当小车的质量远大于砂桶的质量时,砂桶的重力就近似等于小车的合力.
(1)设小车的质量为M,砂桶的质量为m,设绳子上拉力为F,
对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma ①
对砂桶有:mg-F=ma ②
F=[mgM/M+m]=[mg
1+
m/M],由此可知当m<<M时,砂桶的重力等于绳子的拉力,即小车所受的合力近似等于砂桶的重力.
所以砂桶的质量m与小车的质量M需满足的关系为:m<<M.
(2)该实验是探究加速度与力、质量的三者关系,研究三者关系必须运用控制变量法.
故答案为:(1)m<<M(2)控制变量法
点评:
本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
考点点评: 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.