Question

12．如圖1為“探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）平衡摩擦力的操作步驟是不懸掛（選填“懸掛”、“不懸掛”）沙筒，將長(zhǎng)木板的遠(yuǎn)離滑輪（選填“靠近滑輪”、“遠(yuǎn)離滑輪”）的一端適當(dāng)墊高，小車(chē)后面連接打點(diǎn)紙帶，放開(kāi)小車(chē)使小車(chē)恰勻速運(yùn)動(dòng)．
（2）設(shè)繩子上的張力大小為F，沙及沙筒總質(zhì)量為m，小車(chē)及其砝碼的總質(zhì)量為M，則
A．當(dāng)M＞＞m時(shí)有F=mg
B．當(dāng)M＜＜m時(shí)有F=mg
C．只有當(dāng)M＞＞m時(shí)，才能忽略mg的影響
D．只有當(dāng)M＞＞m時(shí)，才能忽略空氣阻力影響
（3）在保持小車(chē)（含其中的砝碼）質(zhì)量一定市，改變拉力F，測(cè)出加速度a，描繪出a-F圖象如圖2，則圖象不通過(guò)O點(diǎn)的原因可能是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡的不足．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤(pán)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行，使小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)；
（2）當(dāng)沙及沙筒總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力；
（3）圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）平衡摩擦力的操作步驟是將木板遠(yuǎn)離滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛沙筒的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，以使小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車(chē)的合力就是繩子的拉力．
（2）以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a，則有a=$\frac{mg}{M+m}$，
而在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們認(rèn)為繩子的拉力F等于砝碼盤(pán)和砝碼的重力mg，而實(shí)際上繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$，故要讓繩子的拉力F約等于砝碼盤(pán)和砝碼的重力mg，那么M≈M+m，故應(yīng)該是m＜＜M，故AC正確．
故選：AC
（3）從圖象可以看出當(dāng)有了一定的拉力F時(shí)，小車(chē)的加速度仍然是零，小車(chē)沒(méi)動(dòng)說(shuō)明小車(chē)的合力仍然是零，即小車(chē)還受到摩擦力的作用，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或平衡的不足．
故答案為：（1）不懸掛；遠(yuǎn)離滑輪；（2）AC；（3）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡的不足．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，有平衡摩擦力的方法、圖象的處理等，難度適中．