Question

【题目】在探究加速度与力关系的实验中，小明同学设计了如图甲所示（俯视图）的实验方案:将两个小车放在水平木板上，前端分别系一条细线跨过定滑轮与砝码盘相连，后端各系一细线.

（1）平衡摩擦力后，在保证两小车质量相同、盘中砝码质量不同的情况下，用一黑板擦把两条细线同时按在桌子上，抬起黑板擦两小车同时开始运动，按下黑板擦两小车同时停下来.小车前进的位移分别为x1、x2，由于x=，则，测出砝码和砝码盘的总质量m1、m2，若满足__________________即可得出小车的质量—定时其加速度与拉力成正比的结论.若小车的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量，但该实验中测量的误差仍然较大，其主要原因是__________________________.

（2）小军同学换用图乙所示的方案进行实验:在小车的前方安装一个拉力传感器，在小车后面固定纸带并穿过打点计时器.由于安装了拉力传感器，下列操作要求中不需要的是_____________.（填正确选项前的字母）

A.测出砝码和砝码盘的总质量

B.将木板垫起适当角度以平衡摩擦力

C.跨过滑轮连接小车的细绳与长木板平行

D.砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量

（3）测出小车质量M并保持不变，改变砝码的质量分别测得小车加速度a与拉力传感器示数F，利用测得数据在坐标纸中画出a—F 图线A；若小军又以为斜率在图象上画出图线B如图丙，利用图象中给出的信息，可求出拉力传感器的质量为_____________.

Answer 1

【答案】 黑板擦按下后小车不会立刻停下，测量位移不是实际加速位移 AD -M

【解析】

(1)[1][2]由可知，小车从静止开始做匀加速直线运动时，时间相等的情况下加速度与位移成正比，根据牛顿第二定律有小车质量一定时，加速度与拉力成正比，拉力是用钩码的重力mg代替的（即加速度与钩码重力mg成正比）所以若满足：

则加速度与作用力成正比。若出现小车的总质量远大于砝码和砝码盘的总质量，但该实验中测量的误差仍然较大，分析实验中客观原因，当然是位移测量出现的问题，比如：黑板擦按下后小车不会立刻停下等。

(2)[3] 若安装了拉力传感器，则拉力不需要测量了，当然也不必满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车和传感器的总质量；也不必测出砝码和砝码盘的总质量（是用它们的总重力代替拉力的）。但仍需平衡阻力，细绳要与板平行，故选项AD符合题意，BC不符合题意。

(3)[4] 根据牛顿第二定律有：

对图象A有：

对图象B有：

联立两式可得拉力传感器的质量为：