Question

10．某实验小组利用如图1所示的装置验证加速度与力、质量之间的关系：
（1）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量．（选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
（2）图2是根据验证牛顿第二定律实验数据描述的三条a-F图线，下列说法中正确的是：D
A 三条倾斜线所对应的小车和砝码的总质量相同
B看不出三条倾斜线所对应的小车和砝码的总质量是否相同
C直线1所对应的小车和砝码的总质量最大
D 直线3所对应的小车和砝码的总质量最大．

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律得出整体的加速度，隔离分析求出拉力的表达式，从而确定砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力的条件．
（2）根据牛顿第二定律得出加速度与合力的关系，从而确定图线斜率表示的物理意义．

解答 解：（1）设木块的质量为M，砝码桶及桶内砝码的总质量为m，对整体分析，a=$\frac{mg}{M+m}$，隔离对木块分析，F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，可知砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量时，砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力．
（2）根据牛顿第二定律得，a=$\frac{F}{M}$，知图线的斜率表示质量的倒数，由于三条倾斜直线的斜率不同，则小车和砝码的总质量不同．直线3的斜率最小，则对应的小车和砝码总质量最大．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．

点评 解决本题的关键知道拉力等砝码桶及桶内砝码总质量的条件，以及知道a-F图线的斜率表示质量的倒数．