◎ 题目

小明在实验室采用如图1所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”时，设小车及车中的砝码的总质量为M，砂及砂桶的总质量为m． （1）在做该实验时，小明将砂及砂桶的重力视为绳子对小车的拉力大小，他这样认为的条件是______； （2）小明做该实验的具体操作步骤如下，以下做法正确的是______ A．平衡摩擦力时，应将砂及砂桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a= mg M 求出 （3）若保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于操作不当，得到的a-F关系图象如图2所示．其原因是______．

◎ 答案

（1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力． 根据牛顿第二定律得：对m：mg-F拉=ma，对M：F拉=Ma，解得：F拉= mMg m+M = mg 1+ m M ； 当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力． （2）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误． B、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B正确． C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误． D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式a= mg M 求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误． 故选：B． （3）图2中当盘及盘中砝码质量较大时，a-F图象发生弯曲，这是由于没有保证小车质量远大于盘及盘中砝码质量造成的． 故答案为：（1）m＜＜M；（2）B；（3）小车质量没有远大于盘及盘中砝码的质量．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“小明在实验室采用如图1所示装置探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”时，设小车及车中的砝码的总质量为M，砂及砂桶的总质量为m．（1）在做该实验时，小明将砂…”主要考查了你对  【实验：探究加速度与力、质量的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。