Question

3．如圖1所示，一端帶有定滑輪的長木板上固定有甲、乙兩個光電門，與之相連的計時器可以顯示帶有遮光片的小車在其間的運動時間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力．不計空氣阻力及一切摩擦．

（1）在探究“合外力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，要使測力計的示數(shù)等于小車所受合外力，操作中必須滿足小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行，；
要使小車所受合外力一定，操作中必須滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（2）實驗時，先測出小車質(zhì)量m，再讓小車從靠近光電門甲處由靜止開始運動，讀出小車在兩光電門之間的運動時間t．改變小車質(zhì)量m，測得多組m、t的值，建立坐標(biāo)系描點作出圖線．下列能直觀得出“合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比”的圖線（圖2）是C．

Answer 1

分析 小車受重力，支持力和拉力，小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行，測力計的示數(shù)等于小車所受的合外力
小車從靠近甲光電門處由靜止開始做勻加速運動，位移x=$\frac{1}{2}$at²．位移一定，找出a與t的關(guān)系；即可明確對應(yīng)的圖象

解答 解：（1）小車受重力，支持力和拉力，小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行，測力計的示數(shù)等于小車所受的合外力，要使小車所受合外力一定，操作中必須滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）小車從靠近甲光電門處由靜止開始做勻加速運動，位移x=$\frac{1}{2}$at²．改變小車質(zhì)量m，測得多組m、t的值，所以加速度a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$，位移不變，所以a與t²成反比，合外力一定時，加速度與質(zhì)量成反比例”的圖線是C．
故答案為：（1）小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行；沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；（2）C

點評 本題考查牛頓第二定律的實驗問題；對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題．