Question

【題目】在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，采用如下圖所示的實驗裝置．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。

（1）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。

（2）某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________。

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，再接通打點計時器的電源

D．用天平測出m以及小車質量M，小車運動的加速度可直接用公式a＝求出

（3）另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定，探究加速度a與所受外力F的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的a－F關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：

圖1：________________________________；

圖2：________________________________。

（4）某同學在某次實驗得到了如圖所示的紙帶（兩計數點間還有四個點沒有畫出，紙帶上的數字是相鄰兩點間的距離，電源頻率是50赫茲)，根據紙帶可求出小車的加速度大小為________，打計數點“4”時的速度大小為________。（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】 B 不再滿足砝碼和盤的質量遠小于小車及車中的砝碼的質量 沒有平衡摩擦力，或平衡摩擦力時長木板的傾角過小

【解析】

（1）[1]在消除摩擦力對實驗的影響后，那么小車的合力就是繩子的拉力，根據牛頓第二定律得，

對M

解得

當時，即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車及車中的砝碼的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力。

（2）[2] A．因為是用重力沿傾斜木板向下的分力平衡摩擦力，所以不能將及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上，A錯誤；

B．設斜面的傾斜角度為 ，當

就平衡了摩擦力，上式中的質量可以抵消，所以改變小車質量時，不需要重新平衡摩擦力，B正確；

C．實驗時，先接通電源，再釋放小車，C錯誤；

D．小車運動的加速度通過紙帶求出，不能通過牛頓第二定律探究牛頓第二定律，即不能用

求出，D錯誤。

故選B。

（3）[3] 圖1中隨著F的增大，即砝碼和盤的質量增大，不再滿足砝碼和盤的質量遠小于小車及車中的砝碼的質量，因此曲線上部出現彎曲現象。

（3）[4] 從圖2可知，F不等于零時，加速度為零，也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為零，知沒有平衡摩擦力，或平衡摩擦力時長木板的傾角過小。

（4）[5]兩個計數點的時間間隔

根據

運用逐差法得

（4）[6] 打計數點“4”時的速度大小