Question

【題目】在探究“加速度與力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)設(shè)計了一種新的方法：他按如圖甲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(yùn)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(biāo)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(fù)實驗多次，并計算出每條紙帶對應(yīng)的加速度�；卮鹣铝袉栴}：

（1）該同學(xué)以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫坐標(biāo)，小車對應(yīng)的加速度大小a為縱坐標(biāo)， 在坐標(biāo)紙上作a－F關(guān)系圖線。圖乙圖線中，你認(rèn)為最合理的是________。

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

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

Answer 1

【答案】 D 否

【解析】試題分析：根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達(dá)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；把砝碼和小車整體看成研究對象，根據(jù)牛頓第二定律分析是否要求小吊盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（1）根據(jù)牛頓第二定律可知： ，解得，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．

（2）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，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： ，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(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（3）根據(jù)，可知，解得．