Question

17．在探究加速度与质量、合外力的关系的实验中，某同学对实验方案提出如下思考：
（1）如图1所示，在探究加速度与外力的关系时，为了平衡摩擦力，该同学不是把长木板右端垫起一个适当的角度，而是保持长木板水平，通过调整沙桶中沙子的质量，轻推小车，直到打点计时器打出点迹均匀的点为止，记下此时沙和沙桶的总质量为m₀；在实验中某次沙和沙桶的总质量为m（m《M，M为小车及车中砝码的总质量，重力加速度为g），则小车所受的合外力为（m-m₀）g；当改变沙桶中沙子的质量重做实验时，不需要（填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力；若是在探究加速度与质量的关系，当改变小车的质量时，需要（填“需要”或者“不需要”）重新平衡摩擦力．
（2）该同学继续探究，希望通过改进方案，消除沙桶的重力与连接沙桶和小车之间的轻绳的拉力不严格相等导致的系统误差．由于没有拉力传感器，该同学设计了如图2所示的方案．若某次实验中滑轮下所挂重物p的质量为m，弹簧秤的示数为T，则小车所受的拉力大小为：C
A．mg    B.$\frac{1}{2}mg$       C．T     D.$\frac{T}{2}$．

Answer 1

分析 （1）抓住开始沙桶拉着小车做匀速直线运动得出小车所受的阻力，从而求出沙和沙桶的总质量为m时小车所受的合力．根据小车所受的阻力是否改变判断是否需要重新平衡摩擦力．
（2）抓住动滑轮两端绳子的拉力相等得出小车所受的拉力．

解答 解：（1）开始沙桶拉着小车做匀速直线运动，则小车所受的阻力f=m₀g，由于m《M，则沙桶的重力等于绳子的拉力，当沙和沙桶总质量为m时，小车所受的合外力F_合=（m-m₀）g．
改变沙桶中沙子的质量，小车所受的阻力不变，不需要重新平衡摩擦力，若是在探究加速度与质量的关系，当改变小车的质量时，阻力发生了变化，则需要重新平衡摩擦力．
（2）小车所受的拉力等于弹簧测力计的读数，则小车所受的拉力等于T，故选：C．
故答案为：（1）（m-m₀）g，不需要，需要，（2）C．

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．