Question

【题目】在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，实验器材按如图所示安装完毕．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．

（1）实验装置或操作过程需要调整的是____________（写出一项即可）；

（2）当M与m的大小关系满足_________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．

（3）如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力，实验中是否必须满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量？_______（选填“是”或“否”）

（4）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，以下操作正确的是________．

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式求出

Answer 1

【答案】（1）①打点计时器使用干电池；②细绳与木板不平行；③小车初始位置离打点计时器太远 （任选一个） （2）mM （3）否 （4）B

【解析】

（1）实验装置或操作过程需要调整的是：①打点计时器使用干电池；②细绳与木板不平行；③小车初始位置离打点计时器太远 （任选一个）；

（2）根据牛顿第二定律得：对m：mg-F拉=ma，对M：F拉=Ma，解得：；当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，即mM，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．

（3）如果在砝码盘与细绳间连接一个力传感器测量小车受到的拉力，则不需要用砝码盘与盘中砝码的重力代替绳子的拉力，所以不需要满足砝码盘与盘中砝码的总质量远小于小车的质量。

（4）平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误．每次改变小车的质量时，小车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正确．实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式a=mg/M求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误．故选B．