Question

【題目】在探究“物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示．

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．

（2）某一組同學(xué)先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量m一定，來(lái)探究加速度a與物體質(zhì)量M的關(guān)系，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是________．

A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上

B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D．用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a＝ 求出

（3）該裝置還可以用于“探究恒力做功與速度變化的關(guān)系”，某次實(shí)驗(yàn)中，已滿足（1）中的條件，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的v2—s圖線如圖所示，其中橫坐標(biāo)s為小車(chē)發(fā)生的位移，縱坐標(biāo)v2為小車(chē)速度大小的平方。若已知圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量為m，重力加速度為g.請(qǐng)表示小車(chē)質(zhì)量M =___________。（用題中所給已知量字母表示）

Answer 1

【答案】 ; B; ;

【解析】 (1)根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)m：，對(duì)M：，解得：，當(dāng)時(shí)，即當(dāng)砝碼和盤(pán)的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤(pán)的總重力

(2) A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，使小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B、每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；

C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；

D、小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量，如果用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，應(yīng)通過(guò)圖象來(lái)解答，故D錯(cuò)誤；

故選B；

(3) 探究恒力做功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，已滿足（1）中的條件，則有，化為，由于圖中直線的斜率為k，則有，小車(chē)質(zhì)量。