Question

在“探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系”時(shí)，采用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中的鉤碼總質(zhì)量用M表示．盤(pán)及盤(pán)中的砝碼總質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足______時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小近似等于盤(pán)和砝碼的總重量．
（2）某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼總質(zhì)量m不變來(lái)做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是______（填入相應(yīng)的字母）
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將一端掛著盤(pán)及盤(pán)中砝碼的細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上；
B．每次改變小車及車中的鉤碼總質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力；
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源；
D．用天平測(cè)出m以及M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=

mg

M

求出．
（3）保持小車和鉤碼的總質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示圖象，該圖象中直線不過(guò)原點(diǎn)的原因是：______．

Answer 1

（1）該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F=ma
對(duì)M：F=Ma
解得：F=

M

M+m

mg
當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，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(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故C錯(cuò)誤．
D、小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量，如果用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，應(yīng)通過(guò)圖象來(lái)解答，故D錯(cuò)誤．
故選：B；
（3）當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，說(shuō)明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消了．即遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
故答案為：（1）m＜＜M；（2）B；（3）沒(méi)有平衡摩擦力或木板傾角過(guò)�。�