Question

【题目】在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，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，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出：

【1】当M与m的大小关系满足 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。

【2】一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法错误的是（ ）

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，再接通打点计时器电源

D. 小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式ａ＝mｇ／Ｍ求出。

【3】在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的ａ―Ｆ关系分别如下图Ｃ、Ｄ所示（ａ是小车的加速度，Ｆ是细线作用于小车的拉力）。其原因分别是：

Ｃ图： 　　 　　 Ｄ图： 　　　　

Answer 1

【答案】

【1】 M远大于m的质量

【2】 ACD

【3】 平衡摩擦力过大 平衡摩擦力时倾角过小或未平衡摩擦力

【解析】

1、通过整体法和隔离法，结合牛顿第二定律求出盘和砝码重力与拉力的关系，从而进行判断．2、根据实验的原理以及操作中的注意事项确定错误的做法．3、根据图象中，F和a的大小关系，分析图线不过原点的原因．

【1】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：；对M：， 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．

本题选错误的，故选ACD。

【3】C图：当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大．

D图：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。

教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．