Question

【題目】在探究加速度與力關系的實驗中，小明同學設計了如圖甲所示（俯視圖）的實驗方案:將兩個小車放在水平木板上，前端分別系一條細線跨過定滑輪與砝碼盤相連，后端各系一細線.

（1）平衡摩擦力后，在保證兩小車質量相同、盤中砝碼質量不同的情況下，用一黑板擦把兩條細線同時按在桌子上，抬起黑板擦兩小車同時開始運動，按下黑板擦兩小車同時停下來.小車前進的位移分別為x1、x2，由于x=，則，測出砝碼和砝碼盤的總質量m1、m2，若滿足__________________即可得出小車的質量—定時其加速度與拉力成正比的結論.若小車的總質量遠大于砝碼和砝碼盤的總質量，但該實驗中測量的誤差仍然較大，其主要原因是__________________________.

（2）小軍同學換用圖乙所示的方案進行實驗:在小車的前方安裝一個拉力傳感器，在小車后面固定紙帶并穿過打點計時器.由于安裝了拉力傳感器，下列操作要求中不需要的是_____________.（填正確選項前的字母）

A.測出砝碼和砝碼盤的總質量

B.將木板墊起適當角度以平衡摩擦力

C.跨過滑輪連接小車的細繩與長木板平行

D.砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車和傳感器的總質量

（3）測出小車質量M并保持不變，改變砝碼的質量分別測得小車加速度a與拉力傳感器示數F，利用測得數據在坐標紙中畫出a—F 圖線A；若小軍又以為斜率在圖象上畫出圖線B如圖丙，利用圖象中給出的信息，可求出拉力傳感器的質量為_____________.

Answer 1

【答案】 黑板擦按下后小車不會立刻停下，測量位移不是實際加速位移 AD -M

【解析】

(1)[1][2]由可知，小車從靜止開始做勻加速直線運動時，時間相等的情況下加速度與位移成正比，根據牛頓第二定律有小車質量一定時，加速度與拉力成正比，拉力是用鉤碼的重力mg代替的（即加速度與鉤碼重力mg成正比）所以若滿足：

則加速度與作用力成正比。若出現小車的總質量遠大于砝碼和砝碼盤的總質量，但該實驗中測量的誤差仍然較大，分析實驗中客觀原因，當然是位移測量出現的問題，比如：黑板擦按下后小車不會立刻停下等。

(2)[3] 若安裝了拉力傳感器，則拉力不需要測量了，當然也不必滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車和傳感器的總質量；也不必測出砝碼和砝碼盤的總質量（是用它們的總重力代替拉力的）。但仍需平衡阻力，細繩要與板平行，故選項AD符合題意，BC不符合題意。

(3)[4] 根據牛頓第二定律有：

對圖象A有：

對圖象B有：

聯立兩式可得拉力傳感器的質量為：