Question

【題目】在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時，實驗器材按如圖所示安裝完畢．小車及車中的砝碼質量用M表示，盤及盤中的砝碼質量用m表示．

（1）實驗裝置或操作過程需要調整的是____________（寫出一項即可）；

（2）當M與m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．

（3）如果在砝碼盤與細繩間連接一個力傳感器測量小車受到的拉力，實驗中是否必須滿足砝碼盤與盤中砝碼的總質量遠小于小車的質量？_______（選填“是”或“否”）

（4）某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗，以下操作正確的是________．

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m以及小車質量M，小車運動的加速度可直接用公式求出

Answer 1

【答案】（1）①打點計時器使用干電池；②細繩與木板不平行；③小車初始位置離打點計時器太遠 （任選一個） （2）mM （3）否 （4）B

【解析】

（1）實驗裝置或操作過程需要調整的是：①打點計時器使用干電池；②細繩與木板不平行；③小車初始位置離打點計時器太遠 （任選一個）；

（2）根據牛頓第二定律得：對m：mg-F拉=ma，對M：F拉=Ma，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，即mM，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．

（3）如果在砝碼盤與細繩間連接一個力傳感器測量小車受到的拉力，則不需要用砝碼盤與盤中砝碼的重力代替繩子的拉力，所以不需要滿足砝碼盤與盤中砝碼的總質量遠小于小車的質量。

（4）平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，使小車沿木板運動，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a=mg/M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．