题目内容
【题目】某实验小组利用如图1所示的装置，探究物体的加速度与合外力、质量关系，将光电门A、B固定在一端带定滑轮的长木板上的适当位置，小车上固定有挡光片，挡光片宽度d较小，可将挡光片经过光电门过程中的平均速度近似看成小车经过A、B两点的瞬时速度。
实验进行了如下的操作：
(1)将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，以平衡小车下滑时所受的摩擦力。具体操作为：小车_____（填“挂着”或“不挂”）钩码，反复调整垫块位置（或高度），将小车从长木板上轻推一下，观察小车的运动情况，使小车经过光电门A、光电门B时的挡光时间_________（填“相等”或“不相等”）。
(2)将小车和钩码用细绳拴接，跨过定滑轮后将小车从长木板的一定高度处由静止释放。已知钩码的质量为m，小车与挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，两光电门之间的距离为s，小车经过光电门A、光电门B时的时间分为t1和t2。下列：
①小车经过光电门A、光电门B的瞬时速度的表达式分别为vA=_________，vB=_________，加速度的表达式a=_________。（用题中已知物理量表示）
②该小组的同学在探究加速度与外力的关系时，保持小车与挡光片的总质量M不变，通过改变钩码的质量m，得到了多组实验数据，画出小车的a-F图像（实验中满足m<<M，F≈mg），如图2所示。如果实验误差很小，则a-F图像应为____（填“甲”“乙”或“丙”）图线；如果长木板保持水平或倾角过小，则a-F图像应为____（填“甲”“乙”或“丙”）图线。
【答案】不挂 相等 
或
乙 丙
【解析】
(1)[1][2]本实验平衡小车下滑过程中所受的摩擦力时，小车应不挂钩码，反复调整垫块位置（或高度），应使小车匀速下滑，经过光电门A、光电门B时的挡光时间相等；
(2)①[3][4][5]小车经过光电门A、光电门B时的速度分别为
，
则由运动学公式可知，其加速度的表达式为
；
②[6][7]如果实验误差很小，a-F图像应为过原点的倾斜直线，即为乙图线；如果长木板保持水平或倾角过小，则是未平衡或未完全平衡小车受到的摩擦力，a-F图像应为丙图线。
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