Question

18．如图甲为探究“加速度与合外力、质量的关系”的实验装置示意图．

（1）下列做法正确的是AC（填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，应将沙桶通过定滑轮拴接在小车上
C．通过增减小车上的砝码改变小车质量M时，不需要重新调节木板的倾斜程度
D．求小车运动的加速度时，可用天平测出沙和沙桶的质量m及小车质量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（2）某同学想用沙和沙桶的重力mg表示小车受到的合外力F，需要使沙和沙桶的质量远小于小车的质量（填远大于，远小于或近似于），该同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出a-F图象如图乙所示，图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，，小车的质量为2kg．

Answer 1

分析 探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码桶及桶内砝码的总重力的关系，判断出在什么情况下砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，由a=$\frac{F}{M}$可知，图象的斜率等于小车质量的倒数．

解答 解：（1）A、调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行．故A正确；
B、在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在小车上．故B错误；
C、通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度．故C正确；
D、小车运动的加速度由纸带上的数据，使用逐差法求出，不能使用牛顿第二定律．故D错误．
故选：AC．
（2）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，则绳子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，当m＜＜M，即沙和沙桶的质量远小于小车和小车的质量时，沙和沙桶的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，
根据图象可知，拉力为零时，小车的加速度不为零，可知平衡摩擦力过度，由a=$\frac{F}{M}$可知，图象的斜率等于小车质量的倒数，则小车的质量为$M=\frac{4}{2.2-0.2}=2kg$
故答案为：（1）AC；②远小于；平衡摩擦力过度；2

点评 探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．对于实验中要注意的事项，要知其原因．