Question

（1）用如图（甲）所示的 实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．①某

（1）用如图（甲）所示的 实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行操作？答：______．②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是如图丙中的______（填选项代号的字母）．③调整好装置之后，实验小组进行实验．设砂和砂桶的总质量为M，小车的质量为m，则小车在运动过程中受到的合外力表达式F=Mmgm+MMmgm+M（用m、M、g表示），分析该表达式可知在满足______的条件下，能减小该实验的系统误差．

Answer 1

（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确，
正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．
（2）如果这位同学先如（1）中的操作，导致平衡摩擦力过度，因此当小车上还没有挂砂和砂桶时，小车应该就已经有加速度了，故图象ABD错误，C正确．
故选：C．
（3）设砂和砂桶的总质量为M，小车的质量为m，则小车在运动过程中根据牛顿第二定律得：
对于小车：F=ma
对于砂和砂桶：Mg-F=Ma
解得：F=

Mmg

m+M

=

Mg

1+ M m

所以满足m＞＞M的条件下，小车在运动过程中受到的合外力近似等于砂和砂桶的总重力，能减小该实验的系统误差．
故答案为：（1）该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑．（2）C；（3）

Mmg

m+M

，m＞＞M