[题目]在探究物体的加速度a与物体所受外力F.物体质量M间的关系时.采用如图所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示.盘及盘中的砝码质量用m表示.(1)当M与m的大小关系满足时.才能认为绳子对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力.(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验.其具体操作步骤如下.以下做法正确的是 A．平衡摩� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置。小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示。

（1）当M与m的大小关系满足_______________________时，

才能认为绳子对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。

（2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，

其具体操作步骤如下，以下做法正确的是____________

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出

（3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：

图1：___________________________________________________________________；

图2：___________________________________________________________________。

【答案】 M>>m (或M远大于m) B 平衡摩擦力时已将托盘用细绳系在小车上没有平衡摩擦力或者木板倾角过小

【解析】(1)该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿第二定律得：对m：mg-F拉=ma，对M：F拉=Ma，解得：；当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．

(2)A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正确．C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．故选B．

(3)图1中当盘及盘中砝码质量较大时，a-F图象发生弯曲，这是由于没有保证小车质量远大于盘及盘中砝码质量造成的．图2中，从上图中发现直线没过原点，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该组同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足这个步骤．即倾角过小.

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②该小车的加速度a = m/s2。

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砝码盘中砝码总重力F（N）	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a（m·s-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

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