Question

在做“驗證牛頓第二定律”的實驗時：
（1）甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車加速度a和小車所受拉力F的圖象為下圖中的直線Ⅰ，乙同學畫出的圖象為圖中的直線Ⅱ．直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大．明顯超出了誤差范圍，下面給出了關于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是______．
（A） 實驗前甲同學沒有平衡摩擦力
（B） 甲同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了
（C） 實驗前乙同學沒有平衡摩擦力
（D） 乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了
（2）在研究小車的加速度a和小車的質量M的關系時，由于始終沒有滿足M》m（m為砂桶及砂桶中砂的質量）的條件，結果得到的圖象應是如下圖中的圖______．

（3）在研究小車的加速度a和拉力F的關系時，由于始終沒有滿足M》m的關系，結果應是下圖中的圖______．

Answer 1

解：（1）甲圖象表明在小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過渡，即把長木板的末端抬得過高了．故A錯誤B正確．
乙圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．故C正確而D錯誤．
故選BC．
（2）隨著增大，小車質量在減小，因此小車質量不再滿足遠大于砂和小砂桶的質量，加速度不可能一直均勻增大，加速度的增大幅度將逐漸減小，最后趨近與定值g，故ABC錯誤，D正確．
故選D．
（3）該實驗中當小車的質量遠大于鉤碼質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，隨著F的增大，即隨著鉤碼質量增大，逐漸的鉤碼質量不再比小車質量小的多，因此會出現(xiàn)較大誤差，圖象會產(chǎn)生偏折現(xiàn)象，故ABC錯誤，D正確．
故選D．
故答案為：（1）BC （2）D （3）D
分析：（1）甲圖象表明在小車的拉力為0時，合外力大于0，說明平衡摩擦力過度．
乙圖象說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
（2）設繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：F=Ma，對砂桶和砂有：mg-F=ma，由此解得：F=，由此可知當M＞＞時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，據(jù)此根據(jù)該實驗實驗誤差產(chǎn)生的原因即可正確解答．
（3）當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，否則圖象將會發(fā)生彎曲．
點評：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．只要掌握了實驗原理就能順利解決此類題目，就能舉一反三，所以要注意基本原理的學習．