题目内容
【题目】在探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车以及车中的砝码 质量用 M 表示，盘以及盘中的砝码质量用 m 表示。
（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为 
的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。
（2）若已平衡好摩擦，在小车做匀加速直线运动过程中，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）某小组同学先保持盘及盘中的砝码质量 m 一定来做实验，其具体操 作步骤如下，以下做法正确的是 ____。
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，先接通打点计时器的电源，再放开小车
D．用天平测出 m 以及 M，小车运动的加速度可直接用公式
求出
（4）某小组同学保持小车以及车中的砝码质量 M 一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系时， 由于他们操作不当，这组同学 得到的 a-F 关系图像如上图所示，①图线不过原点的原因是_________；②图线上端弯曲的原因是_______________。
（5）某小组在操作完全正确且满足（2）中质量关系的 情况下，如图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打 出的一条纸带的一部分，根据纸带可求出小车的加速度 大小 a = ____________
。（结果保留三位有效数字）
【答案】
BC 没有平衡摩擦（或平衡摩擦不够） 随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足. 3.19
【解析】
当盘及盘中砝码的总质量远小于小车及砝码总质量时，可以认为小车受到的拉力等于盘及砝码的重力；平衡摩擦力时，不能挂盘；实验过程中，应保证绳和纸带与木板平行；小车的加速度应由纸带求出；图线不通过坐标原点，当拉力为某一值时，a为零，知没有平衡摩擦力或倾角过小；用逐差法求出加速度。
（1）设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma ，对盘和砝码有：mg-F=ma ，联立解得：
，由此可知当M＞＞m时，绳对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。
（2）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，若先放开小车，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，所以实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C正确；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，应通过图象来解答，故D错误。所以BC正确，AD错误。
（3）当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明实验操作中遗漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，随着F的增大，即盘及盘中砝码质量的增大，不在满足盘及盘中的砝码质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象。
（4）交流电源的频率为f=50Hz，相邻两个点的时间间隔为T=0.04s，根据逐差法△x=aT2得加速度为：
．
