题目内容
【题目】图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．
(1)完成下列实验步骤中的填空
①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出________________的点．
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．
③先_______，后_________，关闭电源，获得纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m.
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分，…….求出与不同M相对应的加速度a.
⑥以砝码的质量M为横坐标，
为纵坐标，在坐标纸上作出－M关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与M应成________关系(填“线性”或“非线性”)．
(2)本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是___________________．
【答案】间距相等 接通电源 释放小车 线性 远小于小车和砝码的总质量
【解析】
(1)①[1].平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，间距相等；
③[2].先接通电源，后释放小车；
⑥[3].由
，故
，故成线性关系；
(2)[4].设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有
mg=（m+M）a
解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力．所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。
