Question

(8分)在探究物體的加速度與物體所受外力、物體質量間的關系時，采用如圖所示的實驗裝置．小車及車中的砝碼質量用表示，盤及盤中的砝碼質量用表示．

①當與的大小關系滿足________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．用天平測出以及小車質量，小車運動的加速度可直接用公式求出

③另兩組同學保持小車及車中的砝碼質量一定，探究加速度與所受外力的關系，由于他們操作不當，這兩組同學得到的關系圖象分別如圖1和圖2所示，其原因分別是：
圖1：_________________________________；圖2：__________________________________________.

Answer 1

①（2分），② B （2分）
③圖1：過大(或過小)，造成不是遠小于（2分）
圖2：沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小（2分）

解析試題分析:①該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，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．根據牛頓第二定律得：對m：，對M：，解得：；當M＞＞m時，即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
②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．故選B．
③圖1中當盤及盤中砝碼質量較大時，a-F圖象發生彎曲，這是由于沒有保證小車質量遠大于盤及盤中砝碼質量造成的．
圖2中，從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個步驟．即傾角過小。
考點：本題考查了牛頓第二定律、控制變量法、物理實驗的處理。