Question

13．在“探究加速度与力、质量关系”实验中，为了让小车受到细线的拉力等于吊盘和砝码的总重力：
（1）细线应该与长木板平面保持平行．
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡掉摩擦阻力，则下列验证摩擦阻力已被平衡的操作，正确的是D．
A、轻推一下小车，能够自由下滑即可
B、轻推一下小车，能够匀速下滑即可
C、轻推一下拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D、轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）小车质量M与吊盘、砝码的总质量m的关系应满足M》m．

Answer 1

分析 （1）探究加速度与力的关系实验时，在细线与长木板平面保持平行的情况下，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶重力；
（2）在探究加速度与力、质量的关系时，应平衡摩擦力，平衡摩擦力时如果木板垫得过高，平衡摩擦力过度，小车受到的合力大于拉力，a-F图象在a轴上有截距；如果没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，小车受到的合力小于拉力，a-F图象在F轴上有截距．
（3）为使绳子的拉力等于重物的重力，小车和所加砝码的质量应远远大于小盘和钩码的质量．

解答 解：（1）探究加速度与力的关系实验时，在细线与长木板平面保持平行的情况下，可以近似认为小车受到细线的拉力等于吊盘和砝码的总重力；
（2）实验中，平衡掉摩擦阻力的方法是轻推一下拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可．故D正确，ABC错误．
故选：D
（3）设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，
以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得a=$\frac{mg}{M+m}$，
以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量，即满足M》m．
故答案为：（1）平行；（2）D；（3）M》m

点评 掌握实验原理是正确解决实验题目的前提条件，实验时要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或过平衡摩擦力都是错误的．当钩码质量远小于小车质量时，可以认为小车受到的拉力等于钩码的重力．