Question

某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验，图（a）为实验装置简图。（交流电的频率为50Hz）

(1)若取小车质量M＝0.4 kg，改变砂桶和砂的质量 m 的值，进行多次实验，以下m的值不合适的是      。

A．m₁＝5 g　　　  B．m₂＝1kg     

C．m₃＝10 g       D．m₄＝400 g

(2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力，实验操作时必须首先                ,该操作是否成功,判断的依据是                                .

(3)假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内，令F=mg为横轴，则a-F图象中斜率的物理意义是                              .

 

Answer 1

【答案】

(1)BD  (2) 平衡摩擦 ; 不挂砂桶时，小车在倾斜的木板上是否匀速. (3) 总质量的倒数

【解析】

试题分析：（1）设细线的拉力为T，加速度为a，根据牛顿第二定律得：，，解得：，由此可知当砂和桶的总质量m要远小于小车的总质量M时，可将砂和桶的总重力看作小车的拉力，一般认为大于10倍为远远大于，所以AC合适，BD不合适，故选BD．

（2）根据力的合成，要想小车受到的合外力等于细线的拉力，则其他力的合力为零，所以要平衡摩擦力，即实验操作时必须首先平衡摩擦力；平衡摩擦力后不挂物体时小车应做匀速直线运动，故打出的纸带是点击均匀的，即平衡摩擦力是否成功的依据为不挂沙桶时小车拉着纸带打的点迹是均匀的．

（3）将车内的沙子转移到桶中，就保证了M+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，，可见a－F图象斜率的物理意义是．

考点：本题考查探究加速度与物体质量、物体受力的关系，意在考查考生对实验数据的处理方法，及试验条件的掌握和平衡摩擦力的方法及熟练运用学过知识处理问题分析问题的能力．