题目内容
光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，l、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。
（1）该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，为保证小车所受合外力大小约等于mg需要满足的条件是 ;
（2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量 ，若上述测量量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a= ；
（3）某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像。
（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是 。
⑴M>>m⑵两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间” 
⑶图略⑷木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”）
【解析】
试题分析：⑴实际上是：
，因此只有当
时，小车所受合外力大小等于mg．
⑵两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间”
通过光电门的测量我们计算出了通过光电门1的速度为：
，
通过2时的速度为：
如果测量出经过1、2时的时间t，根据：
，得：
如果测出经过1、2时的距离x，根据：
，得：．
⑶由图可知，开始小车受合外力时，加速度却为零，因此操作过程中可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．
考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
点评：本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答．
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