Question

（8分）（1）用如圖（甲）所示的 實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力．

①某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止．請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應當如何進行操作？
答：     ．
②如果這位同學先如①中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質量）保持不變情況下的a—F圖線是下圖中的        （填選項代號的字母）．

③調整好裝置之后，實驗小組進行實驗。設砂和砂桶的總質量為M，小車的質量為m，則小車在運動過程中受到的合外力表達式F=      （用m、M、g表示），分析該表達式可知在滿足       的條件下，能減小該實驗的系統誤差。

Answer 1

①不正確 ②  , C ③  F=   m>>M

試題分析：①不正確，正確的做法應該是：將把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，給小車一個初速度使小車能夠勻速下滑。實驗中的操作說明不給小車速度，它自己下滑，小車已經有了沿板向下的加速度，平衡摩擦力過了。
②不加拉力時小車就已經有了加速度了，即F=0時，a不等于零，C正確。
③對沙和沙桶整體應用牛頓第二定律得：,對小車有: ,聯立解得，實驗中是用沙和沙桶的重力代替繩子的拉力，需滿足m>>M。