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    14．在“探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系”的实验中，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M＞＞m时，才可以认为绳子对小车的拉力大小近似等于盘和盘中砝码所受的重力．
    （2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码总质量m不变来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是B（填入相应的字母）
    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=$\frac{mg}{M}$
    （3）另两组同学保持小车及车中的砝码质量M不变，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（b）和图（c ）所示，回答下列问题：（b）图上端不是直线的原因是：随着F的增大，m不满足远小于M的条件；（c）图不过原点的原因是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

    分析 （1）当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力．
    （2）平衡摩擦力时，不能挂盘；实验过程中，应保证绳和纸带与木板平行；小车的加速度应由纸带求出．
    （3）由b图象可以看出：图线通过坐标原点，当拉力增大到一值时，加速度在偏小，原因是没有满足M＞＞m的条件．而c图象可以看出：图线不通过坐标原点，当拉力为某一值时，a为零，知没有平衡摩擦力或倾角过小．

    解答 解：（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．那么小车的合力怎么改变和测量呢？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-T=ma
    对M：T=Ma
    解得：T=$\frac{M}{M+m}$mg
    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，使小车沿木板运动，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，应通过图象来解答，故D错误．
    故选：B
    （3）图（b）中随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象，
    图（c）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没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
    故答案为：（1）M＞＞m；（2）B；（3）（b）随着F的增大，m不满足远小于M的条件；（c）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

    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．
    第3题考查的是力学问题，随着拉力的增大，加速度在偏小，这些我们都要从学过的力学知识中解决，知道没有满足：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的条件．

    练习册系列答案
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