Question

15．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M′表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出：
（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足m＜＜M時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法錯(cuò)誤的是：ACD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=mg/M求出．
（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，二位同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖2甲、乙所示（a是小車的加速度，F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力）．其原因分別是：
甲圖：平衡摩擦力時(shí)，長木板的傾角過大了
乙圖：平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過小

Answer 1

分析 （1）通過整體法和隔離法，結(jié)合牛頓第二定律求出盤和砝碼重力與拉力的關(guān)系，從而進(jìn)行判斷．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定不正確的步驟．
（3）根據(jù)圖象中，F(xiàn)和a的大小關(guān)系，分析圖線不過原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）對(duì)整體分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對(duì)小車分析，T=$Ma=\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，若m＜＜M，可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，盤和砝碼不能與小車相連掛在滑輪上，故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量，不需要重新平衡摩擦力，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，故C錯(cuò)誤．
D、小車的加速度通過紙帶求出，故D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：ACD．
（3）甲圖中，F(xiàn)=0時(shí)，加速度a不等于0，可知平衡摩擦力時(shí)，長木板的傾角過大了；
乙圖中，F(xiàn)不等于0，加速度a仍然為0，可知平衡摩擦力時(shí)，長木板的傾角過小了．
故答案為：（1）m＜＜M    （2）ACD
（3）甲：平衡摩擦力時(shí)，長木板的傾角過大了
乙：平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過小
故答案為：（1）m＜＜M，（2）ACD，（3）平衡摩擦力時(shí)，長木板的傾角過大了；平衡摩擦力時(shí)，木板的傾角過�。�

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．以及知道圖線不過原點(diǎn)的原因，要從原理的角度理解，不能死記硬背．