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1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出．
（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）一組同學在先保持盤及盤中砝碼的質量一定，探究加速度與質量的關系，以下做法錯誤的是

 

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A．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
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．小車運動的加速度可用天平測出m以及小車的質量M，直接用公式a=

mg

M

求出．
（3）在保持小車及車中砝碼的質量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，某同學得到的a-F關系如圖2所示（a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用于小車的拉力）．其原因

 

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Answer 1

分析：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．
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；小車的加速度應由紙帶求出．

解答：解：（1）驗證牛頓第二定律的實驗中，要保證m《M，才能保證繩子的拉力約等于m的重力
（2）A、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正確．
B、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．
C、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(shù)據(jù)的采集和處理．故C錯誤．
D、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a=

mg

M

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．
本題選錯誤的，故選CD
（3）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，即平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了
故答案為：（1）m《M　   （2）CD　  （3）平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．