题目内容

3．某同学用如甲图所示的装置做“探究加速度与力的关系”实验，研究对象小车的质量M一定，改变悬挂钩码的质量m实现拉力F的变化，小车的加速度a通过打点计时器打出的纸带测量计算得到．

（1）在实验中必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，下列做法及说法正确的是AC
A．不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置
B．若小车能从垫斜的木板上从静止开始下滑，则表明摩擦力与重力沿木板方向的分力平衡
C．先接通打点计时器的电源，让小车拖着打点的纸带运动，若打点均匀则表明摩擦力与重力沿木板方向的分力平衡，拉力F即是小车所受的合外力
D．若改变小车的质量，则需要重新平衡摩擦力
（2）在满足m＜＜M的情况下，小车所受的合外力近似为mg；
（3）该同学测得小车的加速度a与拉力F的数据如表：
F/N0.200.300.400.500.60
a/（m•s-2）0.100.230.270.400.49
①根据表中数据，在如乙图所示坐标系中作出图象：
②图线存在截距，其原因是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
③由图象可得出的结论是：在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比．

分析 平衡摩擦力的方法为：把长木板不带定滑轮的那端适当垫高，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，则平衡摩擦力完成；
应用描点法作图，根据实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出a-F图象．
实验时要平衡摩擦力，如果平衡摩擦力不够，则图象在F轴上截距不为零，如果过平衡摩擦力，则图象在a轴上截距不为零．

解答 解：（1）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，则表明摩擦力与重力的分力平衡．故A正确，B错误．
C、先接通打点计时器的电源，让小车拖着打点的纸带运动，若打点均匀则表明摩擦力与重力沿木板方向的分力平衡，拉力F即是小车所受的合外力，故C正确；
D、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故D错误．
故选：AC
（2）在满足m＜＜M的情况下，小车所受的合外力近似为mg；
（3）①应用描点法作图，先根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据各点作出a-F图象，图象如图所示．

②由a-F图象可知，图线不过原点，在横轴上有截距；这表明在拉力大到一定程度时，小车才开始运动，
这可能是在实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
③由图象可得出的结论是：在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比．
故答案为：（1）A C
（2）＜＜； mg
（3）①如右图
②没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
③在物体质量一定时，加速度与所受到的合外力成正比

点评 明确实验原理以及具体的操作细节，加强动手实验，同时加强基本运动学规律在物理实验中的应用．
探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力．

练习册系列答案
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