通过适当的调节,使小车所受的阻力被平衡,当小车做加速运动时,可以得到a=m/(M+m)g,T=mgM/(M+m)=mg/(1+m/M),只有当M≫m时,才可近似认为小车所受的拉力T等于mg,所以本实验存在系统误差.

(3)平衡摩擦力不准确会造成误差.

例2 [2018·湖南张家界三模] 某同学设计了一个实验探究保持物体所受的合外力不变情况下加速度a与物体质量m的关系,如图S4-3甲所示为实验装置简图.设沙和沙桶的总质量为m,改变小车的质量M,研究小车的加速度a和质量M之间的关系.在平衡摩擦力之后,打点计时器打出的某一条纸带如图乙所示,已知打点计时器所用的交流电的频率为f.试解答下列问题:

图S4-3

(1)该实验中小车所受的合外力F一定　　　　(选填"大于""等于"或"小于")沙和沙桶的总重力mg.

(2)该实验可用图像法处理数据,应作a和　　　　(选填"M"或"1/M")的图像进行分析研究.

(3)根据图乙纸带的数据计算小车的加速度时,为了减小实验误差,一般采用　　　　来处理数据.该方法是把所有的实验数据都用上,从而减小实验误差.

(4)若实验中测得的加速度大小为a0,结合给定的纸带数据,可算出交流电的频率为f=　.

变式题 [2016·全国卷Ⅲ] 某物理课外小组利用图S4-4中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下: