Question

【题目】在探究“物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系”的实验装置如图所示．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．

（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．

（2）某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定，来探究加速度a与物体质量M的关系，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝ 求出

（3）该装置还可以用于“探究恒力做功与速度变化的关系”，某次实验中，已满足（1）中的条件，由实验数据描绘出的v2—s图线如图所示，其中横坐标s为小车发生的位移，纵坐标v2为小车速度大小的平方。若已知图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，盘及盘中的砝码质量为m，重力加速度为g.请表示小车质量M =___________。（用题中所给已知量字母表示）

Answer 1

【答案】 ; B; ;

【解析】 (1)根据牛顿第二定律得：对m：，对M：，解得：，当时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力

(2) A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误；

B、每次改变小车的质量时，小车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正确；

C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故C错误；

D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系，应通过图象来解答，故D错误；

故选B；

(3) 探究恒力做功与速度变化的关系实验中，已满足（1）中的条件，则有，化为，由于图中直线的斜率为k，则有，小车质量。