Question

10．某同學(xué)用如圖所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，帶滑輪的長(zhǎng)木板和彈簧測(cè)力計(jì)均水平固定．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是AB
A．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
B．改變砂和砂桶質(zhì)量，打出幾條紙帶
C．用天平測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量
D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
（2）以測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象正確的是A

（3）若實(shí)驗(yàn)中求出的a-F圖象的斜率為k，則小車的質(zhì)量為$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟；
（2）加速度與力F成正比，抓住實(shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力，確定正確的a-F圖線；
（3）根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關(guān)系式，結(jié)合圖線的斜率求出小車的質(zhì)量．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，故A正確；
B、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故B正確；
c、本題拉力可以由彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出，不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故C、D錯(cuò)誤．
故選：AB．
（2）小車質(zhì)量不變時(shí)，加速度與拉力成正比，所以a-F圖象是一條傾斜的直線，由實(shí)驗(yàn)裝置可知，實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力，則畫出的a-F圖象在F軸上有截距，故A正確．
故選：A．
（3）在本題中，F(xiàn)_合=2F=ma，則a=$\frac{2F}{m}$，可知圖線的斜率k=$\frac{2}{m}$，解得m=$\frac{2}{k}$．
故答案為：（1）AB，（2）A，（3）$\frac{2}{k}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，本題實(shí)驗(yàn)和課本實(shí)驗(yàn)的不同之處在于彈簧秤的讀數(shù)不是小車的合力，小車所受的合力是彈簧秤讀數(shù)的2倍．