Question

12．如图1为“探究加速度与力，质量的关系”实验装置．

（1）平衡摩擦力的操作步骤是不悬挂（选填“悬挂”、“不悬挂”）沙筒，将长木板的远离滑轮（选填“靠近滑轮”、“远离滑轮”）的一端适当垫高，小车后面连接打点纸带，放开小车使小车恰匀速运动．
（2）设绳子上的张力大小为F，沙及沙筒总质量为m，小车及其砝码的总质量为M，则
A．当M＞＞m时有F=mg
B．当M＜＜m时有F=mg
C．只有当M＞＞m时，才能忽略mg的影响
D．只有当M＞＞m时，才能忽略空气阻力影响
（3）在保持小车（含其中的砝码）质量一定市，改变拉力F，测出加速度a，描绘出a-F图象如图2，则图象不通过O点的原因可能是没有平衡摩擦力或平衡的不足．

Answer 1

分析 （1）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，使小车做匀速运动；
（2）当沙及沙筒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；
（3）图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）平衡摩擦力的操作步骤是将木板远离滑轮的一端适当垫高，在不挂沙筒的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
（2）以整体为研究对象有mg=（m+M）a，则有a=$\frac{mg}{M+m}$，
而在实验的过程中，我们认为绳子的拉力F等于砝码盘和砝码的重力mg，而实际上绳子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$，故要让绳子的拉力F约等于砝码盘和砝码的重力mg，那么M≈M+m，故应该是m＜＜M，故AC正确．
故选：AC
（3）从图象可以看出当有了一定的拉力F时，小车的加速度仍然是零，小车没动说明小车的合力仍然是零，即小车还受到摩擦力的作用，说明没有平衡摩擦力或平衡的不足．
故答案为：（1）不悬挂；远离滑轮；（2）AC；（3）没有平衡摩擦力或平衡的不足．

点评 本题考查了验证牛顿第二定律实验的基础知识，有平衡摩擦力的方法、图象的处理等，难度适中．