Question

【题目】某中学实验小组的同学利用如图所示的装置完成了探究物体的加速度与合外力、质量关系，该小组的同学进行了如下的操作：

①首先将光电门A、B固定在一端带定滑轮的长木板上，并将长木板的已端适当垫高；

②将带有挡光片的小车和钩码用细绳栓接，跨过定滑轮后将小车从长木板的一定高度静止释放。

己知钩码的质量为m，挡光片和小车的总质量为M，挡光片的宽度为d，两光电门之间的距离为s，滑块经过光电门A、B时的挡光时间分别为t1和t2 请回答下列问题：

（1）在本实验中通常要求挡光片和小车的总质置远大于钩码的质量，其目的是____。

（2）小车的加速度的关系式为a=_________.（用题中的物理量表示）

（3）该小组的同学在探似瞒度与外力的关系时，通过改变钩码的质量，得到了多组实验数据，画出图线后，发现该图线不过原点，其原因是_________。

Answer 1

【答案】让小车所受合外力大小等于（或约等于）mg 木板倾角偏小或偏大（或平衡摩擦力不足或过量）

【解析】

(1)[1]设小车的质量为M，钩码的质量为m，对钩码由牛顿第二定律得：

对小车：

解得：

F=；

当挡光片和小车的总质量远大于钩码的质量时，绳子的拉力近似等于钩码的总重力，这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg。

(2)[2]小车经过光电门A、B时的速度分别为：

v1=、v2=

则由运动学公式可知，其加速度的表达式为：

a==；

(3)[3]图线没过原点，可能是与纵轴或横轴存在交点，即不加钩码时，给小车一个初速度，小车会做加速运动或减速运动，说明可能平衡摩擦力不足，也可能平衡摩擦力过量。