Question

在做“验证牛顿第二定律”的实验时：
（1）甲同学根据实验数据画出的小车加速度a和小车所受拉力F的图象为下图中的直线Ⅰ，乙同学画出的图象为图中的直线Ⅱ．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大．明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是______．
（A） 实验前甲同学没有平衡摩擦力
（B） 甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（C） 实验前乙同学没有平衡摩擦力
（D） 乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（2）在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时，由于始终没有满足M》m（m为砂桶及砂桶中砂的质量）的条件，结果得到的图象应是如下图中的图______．

（3）在研究小车的加速度a和拉力F的关系时，由于始终没有满足M》m的关系，结果应是下图中的图______．

Answer 1

【答案】分析：（1）甲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．
乙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
（2）设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma，对砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：F=，由此可知当M＞＞时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，据此根据该实验实验误差产生的原因即可正确解答．
（3）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．
解答：解：（1）甲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A错误B正确．
乙图象说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即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，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．故C正确而D错误．
故选BC．
（2）随着增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量，加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近与定值g，故ABC错误，D正确．
故选D．
（3）该实验中当小车的质量远大于钩码质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象，故ABC错误，D正确．
故选D．
故答案为：（1）BC    （2）D     （3）D
点评：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，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含义．只要掌握了实验原理就能顺利解决此类题目，就能举一反三，所以要注意基本原理的学习．