Question

在探究“加速度與力的關(guān)系”實驗中，某同學設計了一種新的方法：他按如圖1所示安裝好實驗裝置，在不懸掛小吊盤時，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，使小車能牽引紙帶沿長木板向左做勻速運動．然后將一定數(shù)量的砝碼（其總質(zhì)量為m）放入小吊盤中（小吊盤質(zhì)量不計），接通電源，釋放小車，打出一條理想紙帶，并在紙帶上標出小吊盤中砝碼所受的重力F．以后每次實驗將小吊盤中部分砝碼移到小車中，保持砝碼和小車的總質(zhì)量一定，重復實驗多次，并計算出每條紙帶對應的加速度．

回答下列問題：

（1）按上述方案做實驗，是否要求小吊盤中砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量？   （填“是”或“否”）

（2）該同學以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫坐標，小車對應的加速度大小a為縱坐標，在坐標紙上作出a﹣F關(guān)系圖線．圖2圖線中，你認為合理的是  

（3）若該同學所作出a﹣F關(guān)系圖線，直線（或直線部分）斜率為k，則小車質(zhì)量M=   ．

Answer 1

考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．

專題：實驗題．

分析：（1）把砝碼和小車整體看成研究對象，根據(jù)牛頓第二定律分析即可求解；

（2、3）根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達式，分析a與F的關(guān)系，從而選擇圖象，并根據(jù)圖象斜率的含義求出小車質(zhì)量M．

解答：  解：（1）把砝碼和小車整體看成研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可知：

mg=（m+M）a，

若把小吊盤中部分砝碼移到小車中，保持砝碼和小車的總質(zhì)量一定，則有：

（m﹣m₀）g=（m+M）a，

我們發(fā)現(xiàn)不需要用砝碼的重力代替繩子的拉力，用整體法求出的加速度就是小車的加速度，所以不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

（2）根據(jù)牛頓第二定律可知：

F=（m+M）a，

解得：a=

則加速度與F成正比，圖象是通過原點的傾斜的直線，故D正確．

故選：D

（3）a﹣F圖象的斜率k=

解得：M=

故答案為（1）否；（2）D；（3）

點評：對于實驗題要掌握其原理，知道課本上的實驗為什么要求重物的質(zhì)量遠遠小于小車的質(zhì)量，能根據(jù)牛頓第二定律求出加速度與F的關(guān)系，知道a﹣F圖象斜率的含義，題目比較新穎，難度適中．