Question

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：

⑴某學生將實驗裝置如上圖安裝好，準備接通電源后開始做實驗，但他的裝置圖中有兩個明顯的錯誤：
①                        
②                         
⑵M與m的大小關系滿足　　　時，可以認為繩子對小車拉力的大小等于盤和砝碼的重力。              
⑶一組同學保持盤及盤中的砝碼質量一定，探究物體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．小車運動的加速度，可用天平稱出盤及砝碼質量m、小車質量M，用a＝mｇ/Ｍ求出
⑷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關系分別如下圖A、B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：

A圖：　　　　　　 　　　 
B圖：　　　　　　　　　　

Answer 1

⑴打點計時器采用直流電源，沒有平衡摩擦力⑵m<<M    ⑶ACD    ⑷A：斜面傾角過大，B：斜面傾角過小或未平衡摩擦力

試題分析：⑴打點計時器采用直流電源，沒有平衡摩擦力
（2）以整體為研究對象有,，解得
以M為研究對象有繩子的拉力
顯然要有F=mg必有，故有m<<M，即只有m<<M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（3）平衡摩擦力時，平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故A錯誤．每次改變小車的質量時，小車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正確．實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理．故C錯誤．小車運動的加速度是利用打點計時器測量，如果用天平測出m以及小車質量M，直接用公式求出，這是在直接運用牛頓第二定律計算的，而我們實驗是在探究加速度與物體所受合外力和質量間的關系．故D錯誤
點評：對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．