Question

9．如图甲所示是验证牛顿第二定律的实验装置图，在研究小车的加速度a与合外力F的关系时，要保持小车质量M（含车上砝码质量）不变，改变塑料桶质量m（含桶内重物质量）．

（1）实验时，为简化小车合外力的数据运算，将mg大小作为小车的合外力大小，则下列操作正确的是ABD．
A．调节图中长木板左端滑轮的高度，使细线与长木板平行
B．将图中长木板的右端垫起适当的高度，以平衡小车所受的阻力
C．实验时，每改变一次m，都要重新平衡小车所受的阻力
D．实验时，始终使M远大于m
（2）如图甲所示图乙为A、B两组同学画出的a-F图象，其中由于木板右端垫的过高得到的图象A．

Answer 1

分析 （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．
（2））A图象表明在小车的拉力为0时，合外力大于0，说明平衡摩擦力过度．B图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

解答 解：①A、细线的拉力为小车的合力，所以细线与木板平行，则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故A正确．
B、图示装置中的长木板的右端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，故B正确；
C、每改变一次m，不需要重新平衡小车所受的阻力，故C错误．
D、以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：
mg=（m+M）a
解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
以M为研究对象，得绳子的拉力为：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于塑料桶和桶中砝码的重力．故D正确；
故选：ABD
（2）A图象表明在小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过渡，即把长木板的末端抬得过高了
故答案为：（1）ABD          （2）A

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．