Question

【题目】为了探究加速度与合外力的关系，甲、乙、丙、丁四个实验小组分别采用图甲、图乙、图丙、图丁所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的小滑轮），钩码总质量用m表示．丁组同学先按图丁将木板有定滑轮的一端垫起，调锥木板倾角，使小车恰好带着钩码和纸带一起沿木板向下匀速运动，再保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，然后接通电源释放小车，使之由静止开始加速运动并在纸带上打点，如图戊所示．重力加速度g已知，试回答下列问题：

（1）甲、乙、丙三组实验必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组记_____．（填“甲”“乙”“丙”）

（2）甲、乙、丙、丁四组实验时必须满是“M＞＞m”的实验小组是_____．（填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）

（3）实验时各组同学的操作均完全正确，甲、乙、丙三组同学作出的α﹣F图线如图己所示（乙组同学所用F为传感器读数，丙组同学所用F为弹簧测力计示数），则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_____．（填“A”“B”“C”）

（4）实验时丁组同学操作的小车加速下滑受到的合力F=_____．该组同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的α﹣F图线如图庚所示，则小车质量为_____kg．

Answer 1

【答案】 （1）甲乙丙； （2）甲； （3）CBA； （4）mg； 2．

【解析】（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力，

（2）乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙丙两组不需要满足M＞＞m，而甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M＞＞m，

（3）甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m，随着m的增大，不满足M＞＞m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C，

根据装置可知，乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，丙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当F相等时，乙组的加速度大，所以乙组对应B，丙组对应A，

（4）平衡摩擦力后，小车加速下滑时受到的合力F=mg；由牛顿第二定律得：a=F，

由图2（C）所示的a﹣F图线可知：图象斜率：k=，则小车的质量：M==2kg．