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
题型：不详难度：来源：
（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 |
（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
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+
|
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 |
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．
举一反三
（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使______；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量______小车的质量（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）．
（2）由运动学知识可知，两小车加速度之比a1/a2与位移之比x1/x2之间的大小关系为______（选填“相等”、“不相等”、“没有关系”）
（3）用m1g和m2g分别代表两小车所受拉力．根据实验数据可知，当小车的质量不变时，小车的加速度与拉力的关系是：______．
| 次数 | 小车1 | 小车2 | 比值 | 结论 | |||
| m1/g | x1/cm | m2/g | x2/cm | m1g/m2g | x1/x2 | 在误差允许的范围内： | |
| 1 | 9.00 | 28.80 | 14.00 | 45.00 | 0.64 | 0.64 | |
| 2 | 9.00 | 23.20 | 19.00 | 50.50 | 0.47 | 0.46 | |
| 3 | 14.00 | 29.90 | 24.00 | 52.20 | 0.58 | 0.57 | |
| 4 | 14.00 | 23.40 | 29.00 | 51.20 | 0.48 | 0.46 | |
李雨辰同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验．保持小车的质量不变，通过实验作出了图乙所示的图象，则： （1）图象不通过坐标原点的原因是______； （2）用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图丙所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间的平均速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2． | |||||||
如图1所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图．图中A为小车，B为砝码及砝码盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车A的质量为m1，砝码及砝码盘B的质量为m2． ①下列说法正确的是______ A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．本实验m2应远大于m1 D．在用图象探究加速度与质量关系时，应a-
②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象如图2，可能是图中的图线______．（选填“甲”、“乙”、“丙”） ③如图3所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度大小为______m/s2．（结果保留二位有效数字） | |||||||
| 图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图A．实验小组利用此装置来探究：在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系．图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源． ①实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，则应满足的条件是：小吊盘和盘中物块的质量之和______小车和砝码的总质量．（填“接近于”、“远大于”或“远小于”） ②下图B是实验小组得到的一条纸带，两个相邻计数点的间距为s1、s2．由图可读出s1=______cm，由此求得加速度的大小a=______m/s2．（保留小数点后两位有效数字） ③图C为实验小组以小车和砝码总质量
 | |||||||
某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系． （1）探究加速度与力、质量这三者之间的关系，我们所采用的实验方法是______ （2）调节滑轮位置，使拉小车的细线与长木板平行，当满足______时，我们可把砝码与盘的重力当作小车受到的细线的拉力． （3）保持小车质量不变，改变砝码的质量，多次实验，通过分析纸带，我们可得到小车的加速度a和所受拉力F的关系．如图2 所示为某同学所画的加速度与力的关系，请你分析为何直线不通过原点？ ______ （4）小车从静止开始运动，利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，如图3所示，其中O点为纸带上记录到的第一点．A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点，图中所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离，已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz（以下计算结果均保留两位有效数字），木块运动的加速度a=______m/s2．小车在经历计数点B点时的速度为vB=______m/s． （5）如果猜想F一定时，加速度a与质量M成反比，对此猜想进行验证，应画______图象． | |||||||