Question

3．在《探究加速度與力、質量的關系》實驗中．

（1）某組同學用如圖1所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質量不變的情況下，小車的加速度與小車受到力的關系．請完成下列各步驟：
A．首先要平衡摩擦力，目的是使小車受到合力就是細繩對小車的拉力．
B．實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
C．在實驗中，在滿足塑料桶和砝碼的總質量遠小于小車質量關系的前提下，塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車受到的合外力
D．實驗中應先打開打點計時器的電源，然后再釋放小車
F．改變砝碼的個數(shù)，多次測量
（2）某組同學實驗得出數(shù)據，畫出a-F圖象如右圖2所示，那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題是平衡摩擦力過度．
（3）某同學想通過該裝置探究塑料桶和砝碼的總質量及小車組成的系統(tǒng)能量轉化關系，已知塑料桶和砝碼的總質量為m，小車的質量為M．實驗中，他通過對紙帶的分析和測量得出：當塑料桶及砝碼下降高度為h時，小車的瞬時速度為v，則該同學要驗證的關系式為mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．（忽略小車重力勢能的變化）

Answer 1

分析 （1）實驗前要平衡摩擦力；當小車質量遠大于塑料桶和砝碼的總質量時可以近似認為小車所受的合力等于塑料桶和砝碼的總質量；
（2）平衡摩擦力過度時小車受的合力大于繩子的拉力，當拉力為零時小車產生加速度，分析圖示圖象然后答題；
（3）如果系統(tǒng)機械能守恒，則系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能，根據題意分析答題．

解答 解：（1）A、首先要平衡摩擦力，目的是使小車受到合力就是細繩對小車的拉力．
C、當塑料桶和砝碼的總質量遠小于小車質量時可以近似認為：塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車受到的合外力；
（2）由圖2所示a-F圖象可知，當拉力為零時小車已經產生加速度，說明小車受到的合外力大于拉力，這是由于木板傾角過大，平衡摩擦力過度造成的；
（3）整個過程中系統(tǒng)重力勢能的減少量等于系統(tǒng)動能的增加量，需要驗證的關系式為：mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²；
故答案為：（1）A、平衡摩擦力；C、遠小于；（2）平衡摩擦力過度；（3）mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據分析等問題，本題是一道基礎題，掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習與掌握；探究加速度與力、質量關系實驗時要應用控制變量法，實驗前要平衡摩擦力．