Question

某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下实验方案，实验装置如图甲所示．已知小车（含遮光条））质量M，砝码盘质量m₀，长木板上固定两个光电门A、B，其实验步骤是：

A．按图甲所示安装好实验装置；

B．挂上细绳和砝码盘（含砝码），调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；

D．将小车置于长木板上由静止释放，让小车在木板上运动，并先后经过AB两个光电门

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B-D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度。

回答下列问题：

（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______（填“是”或“否”）．

（2）如图乙，遮光条的宽度为______mm。若遮光条宽度为d，经过光电门A、B时遮光时间分别为t₁、t₂，光电门A、B中心之间的距离为L，砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g，则小车的加速度为______，小车受到的合外力为______（用题目给定的物理量符号表示）

（3）某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，他根据表中的数据画出a-F图象（如图丙）．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是：            。

Answer

（1）否 （2）5．45 ；； （m0+m）g；（3）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力。

【解析】试题分析：（1）当物体小车匀速下滑时有：Mgsinθ=f+（m+m0）g；当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为（m+m0）g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；

（2）遮光条的宽度为5mm+9×0．05mm=5．45mm。

小车经过两个光电门的速度分别为：；，

则小车的加速度为；小车受到的合外力为（m0+m）g。

（3）造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力。

考点：探究加速度与物体受力的关系

【名师点睛】解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力。