Question

1．如圖所示是探究加速度a與力F、質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．該實(shí)驗(yàn)這樣進(jìn)行；兩個(gè)相同的小車放在水平木板上，前端各系一條繩子，繩子的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中可放重物．兩個(gè)小車后各系一條細(xì)線，用黑板擦把兩條細(xì)線同時(shí)按在木板上，使小車靜止．抬起黑板擦，兩個(gè)小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，按下黑板擦，兩個(gè)小車同時(shí)停下來(lái)．用刻度尺測(cè)量?jī)蓚�(gè)小車的位移．下列是關(guān)于該實(shí)驗(yàn)中有關(guān)問題的分析，其中錯(cuò)誤的是（　�。�

• A． 用小盤和重物所受的重力代替小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的力--即繩子拉力，其條件是盤子和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
• B． 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該把木板的后端稍微墊高，原因是為了補(bǔ)償小車受到的阻力
• C． m保持不變，描繪a-F圖象時(shí)，如果把兩小車?yán)�力之�?\frac{{F}_{2}}{{F}_{1}}$作為橫軸，對(duì)應(yīng)的兩小車位移之比$\frac{{x}_{2}}{{x}_{1}}$作為縱軸，如果a與F成正比，則圖象的特點(diǎn)是一條傾斜的直線
• D． F保持不變，描繪a-$\frac{1}{m}$圖象時(shí)，如果把兩小車質(zhì)量之比$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$作為橫軸，對(duì)應(yīng)的兩小車位移之比$\frac{{x}_{2}}{{x}_{1}}$作為縱軸，如果a與$\frac{1}{m}$成正比，則圖象的特點(diǎn)是一條傾斜的直線

Answer 1

分析 選項(xiàng)A的關(guān)鍵是明確用小盤與重物所受的重力代替繩子拉力的條件是小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；選項(xiàng)B的關(guān)鍵是明確在平衡摩擦力的前提下，繩子拉力才等于小車受到的合力；選項(xiàng)C的關(guān)鍵是根據(jù)a=$\frac{F}{m}$及x=$\frac{1}{2}{at}_{\;}^{2}$表示出小車位移之比與拉力之比表達(dá)式，然后討論即可；選項(xiàng)D的關(guān)鍵是根據(jù)a=$\frac{F}{m}$和x=$\frac{1}{2}{at}_{\;}^{2}$表示出位移之比與小車質(zhì)量倒數(shù)之比表達(dá)式，然后討論即可．

解答 解：A、根據(jù)牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理可知，當(dāng)滿足小盤和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量條件時(shí)，小盤和重物所受的重力才可以代替小車勻加速運(yùn)動(dòng)的力，所以A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該平衡摩擦力，即把木板的后端稍微墊高，以補(bǔ)償小車受到的阻力，所以B正確；
C、當(dāng)小車質(zhì)量m不變時(shí)相同時(shí)，根據(jù)x=$\frac{1}{2}$a${t}_{\;}^{2}$可知，若滿足a=$\frac{F}{m}$，則應(yīng)有x=$\frac{1}{2}•\frac{{F}_{1}^{\;}}{m}{•t}_{\;}^{2}$，${x}_{1}^{\;}$=$\frac{1}{2}•\frac{{F}_{1}^{\;}}{{M}_{1}^{\;}}{•t}_{\;}^{2}$，${x}_{2}^{\;}$=$\frac{1}{2}•\frac{{F}_{2}^{\;}}{m}{•t}_{\;}^{2}$，則$\frac{{x}_{1}^{\;}}{{x}_{2}^{\;}}$=$\frac{{F}_{1}^{\;}}{{F}_{2}^{\;}}$，所以當(dāng)滿足兩小車?yán)�力之�?\frac{{F}_{2}}{{F}_{1}}$作為橫軸，對(duì)應(yīng)的兩小車位移之比$\frac{{x}_{2}}{{x}_{1}}$作為縱軸的圖象是一條傾斜的直線時(shí)，說(shuō)明a=$\frac{F}{M}$成立，所以C正確；
D、當(dāng)F不變時(shí)，若滿足a=$\frac{F}{m}=F•\frac{1}{m}$時(shí)，應(yīng)有${x}_{1}^{\;}$=$\frac{1}{2}•\frac{F}{{m}_{1}^{\;}}{•t}_{\;}^{2}$，${x}_{2}^{\;}$=$\frac{1}{2}•\frac{F}{{m}_{2}^{\;}}{•t}_{\;}^{2}$，則應(yīng)有$\frac{{x}_{2}^{\;}}{{x}_{1}^{\;}}$=$\frac{{m}_{1}^{\;}}{{m}_{2}^{\;}}$，所以當(dāng)F不變把兩小車質(zhì)量之比$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$作為橫軸，對(duì)應(yīng)的兩小車位移之比$\frac{{x}_{2}}{{x}_{1}}$作為縱軸，如果圖象的特點(diǎn)是一條傾斜的直線，就說(shuō)明a=$\frac{F}{m}$成立，所以D正確．
由于本題是選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選A．

點(diǎn)評(píng) 關(guān)于“探究加速度a與力F、質(zhì)量m關(guān)系”實(shí)驗(yàn)應(yīng)明確：①要求盤子和重物（或砝碼、砂和砂桶等）的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的目的是繩子拉力等于盤和重物的重力；②要求實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力的目的是繩子對(duì)小車的拉力即為小車受到的合力．