在探究加速度与力.质量的关系实验中.采用如图1所示的实验装置.小车及车中砝码的质量用M表示.盘及盘中砝码的质量用m表示.小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M与m的大小关系满足M＞＞m时.才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时.保持盘及盘中砝码的质量一定.改变小车� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

7．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

（1）当M与m的大小关系满足M＞＞m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据，为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该作a与$\frac{1}{M}$的图象．
（3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-$\frac{1}{M}$图线如图2所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？小车及车中砝码的质量
（4）另一组的几名同学在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当物体的质量一定时，分别根据实验数据画出了不同的实验图象，如图3所示，下列说法中正确的是AD
A、形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B、形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C、形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D、形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小．

分析（1）要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
（2）反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系；正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系．
（3）a-F图象的斜率等于物体的质量的倒数，故斜率不同则物体的质量不同．
（4）a-F图象时纵轴有截距是平衡摩擦力时长木板倾角过大，横轴有截距是平衡摩擦力时长木板倾角过小．

解答解：（1）以整体为研究对象有：mg=（m+M）a
解得：a=$\frac{mg}{M+m}$，
以M为研究对象有绳子的拉力为：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但存在关系：a=$\frac{F}{M}$，故a与 $\frac{1}{M}$成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-$\frac{1}{M}$图象；
（3）根据F=Ma可得$a=\frac{1}{M}F$，即a-F图象的斜率等于物体的质量倒数，所以小车及车中砝码的质量不同．
（4）AB、由图可知，当F=0时，a≠0，所以没有作用力时，小车已经有加速度，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大，故A正确，B错误；
CD、由图可知，当F≠0时，a=0，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过小，故C错误，D正确；
故选：AD
故答案为：（1）M＞＞m；（2）$\frac{1}{M}$；（3）小车及车中砝码的质量；（4）AD

点评解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，特别是平衡摩擦力的方法，难度适中．

练习册系列答案

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