Question

【題目】在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數器打上的點計算出：

(1)為了使小車受的合外力等于繩子拉力，必須對小車___________________ 。

(2)當M與m的大小關系滿足_____________時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力.

(3)一組同學在先保持盤及盤中的砝碼質量一定，探究做加速度與質量的關系，以下做法錯誤的是（______）

A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上

B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力

C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源

D．實驗時需要天平測出m以及小車質量M

(4)在保持小車及車中的砝碼質量質量M一定，探究加速度與所受合外力的關系時，由于平衡摩擦力時操作不當，二位同學得到的a―F關系分別如圖中C、D所示（a是小車的加速度，F是細線作用于小車的拉力）.其原因分別是：

C圖________________________________________________

D圖________________________________________________

Answer 1

【答案】（1）平衡摩擦力； （2）盤及盤中砝碼的總質量m遠小于小車及砝碼總質量M； （3）AC （4）傾角過大，平衡摩擦力過度； 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

【解析】

（1）為了使小車受的合外力等于繩子拉力，必須對小車平衡摩擦力；

（2）當盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車及砝碼總質量時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（3）平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應保證繩和紙帶與木板平行；每次改變小車的質量時不需要平衡摩擦力．
（4）由C圖象可以看出：圖線不通過坐標原點，當加速度為某一值時，F為零，知平衡摩擦力過度．由D圖象可以看出：圖線不通過坐標原點，當拉力為某一值時，a為零，知沒有平衡摩擦力或傾角過小．

（1）為了使小車受的合外力等于繩子拉力，必須對小車平衡摩擦力；

（2）當盤及盤中砝碼的總質量m遠小于小車及砝碼總質量M時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．

（3）平衡摩擦力時，不應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上，故A錯誤；在實驗前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；實驗時，先接通打點計時器電源，后放開小車，故C錯誤；實驗時需要天平測出m以及小車質量M，選項D正確；丁題選擇錯誤的，故選AC.

（4）C圖：當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力過度；

D圖：從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明該組同學實驗操作中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．