Question

18．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時，采用如圖甲所示的實驗裝置，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的紙帶由打點(diǎn)計數(shù)器打上的點(diǎn)計算出：

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足m＜＜M時，才可以認(rèn)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(xué)在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定，探究做加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法錯誤的是ACD
A．平衡摩擦力時，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，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點(diǎn)計時器電源
D．小車運(yùn)動的加速度可用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出．
（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量質(zhì)量M一定，探究加速度與所受合外力的關(guān)系時，由于平衡摩擦力時操作不當(dāng)，二位同學(xué)得到的a-F關(guān)系分別如圖乙中C、D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：C圖：平衡摩擦力過度，D圖：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（2）平衡摩擦力時，不能掛盤；實驗過程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應(yīng)由紙帶求出．
（3）由C圖象可以看出：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)加速度為某一值時，F(xiàn)為零，知平衡摩擦力過度．
由D圖象可以看出：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)拉力為某一值時，a為零，知沒有平衡摩擦力或傾角過小．

解答 解：（1）當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量M時，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．
（2）A、平衡摩擦力時，不應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，故A錯誤；
B、在實驗前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗時，為了打點(diǎn)穩(wěn)定，并充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源后釋放開小車，故C錯誤；
D、小車的加速度應(yīng)該根據(jù)打點(diǎn)計時器打出的紙帶應(yīng)用勻變速運(yùn)動規(guī)律求出，加速度不能直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出，故D錯誤；
本題選錯誤的，故選：ACD．
（3）C圖：當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力過度；
D圖：從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)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(xué)實驗操作中沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）m＜＜M；（2）ACD；（3）C：平衡摩擦力過度；D：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點(diǎn)評 本題考查繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力的條件，掌握實驗操作細(xì)節(jié)及處理數(shù)據(jù)的方法，理解圖象的斜率的含義，及截距的意義，從而分析實驗誤差原因．