Question

17．甲、乙、丙三位同學用圖1所示的裝置，研究小車的加速度a與小車質量M以及所受合力F的關系，三位同學根據(jù)各自的實驗數(shù)據(jù)描繪的圖象如圖A、圖B所示．根據(jù)圖象回答下列問題：

（1）在研究小車的加速度a與小車質量倒數(shù)$\frac{1}{M}$的關系時，三位同學所畫的圖線相互平行，原因是B
A．三位同學所選的車的質量相同
B．三位同學所掛的砝碼和砝碼盤的總質量相同
C．帶有滑輪的軌道板在平衡摩擦力時傾斜角相等
D．小車運動中摩擦力很小可以忽略
（2）在研究小車的加速度a與小車所受外力F的關系時，三位同學所畫的圖象如圖B所示，請根據(jù)圖象信息填空：
①丙同學所選的車的質量最大；
②三位同學在做實驗時保持不變的物理量是小車的質量；
③三位同學做實驗時畫出的均是直線，圖線為直線說明實驗中小車質量M遠大于砝碼和砝碼的總質量m（選填“遠小于”、“遠大于”或者“等于”）
④做實驗時橫軸F取值是B；
A．細繩對小車的拉力
B．砝碼和砝碼盤的總重力
C．砝碼和砝碼盤的總質量
⑤事實上，做實驗時細繩對小車的拉力小于砝碼和砝碼盤的總重力（填“小于”、“大于”或者“等于”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律，則有a=F$\frac{1}{M}$，結合圖象斜率的物理意義，從而進行判斷；
（2）依據(jù)牛頓第二定律公式，變形為a=$\frac{1}{M}$F，結合圖象斜率的物理意義，并保證小車質量M遠大于砝碼和砝碼的總質量m，即可判定．

解答 解：（1）當研究小車的加速度a與小車質量倒數(shù)$\frac{1}{M}$的關系時，圖象的斜率即為小車的合力，
由于平衡了摩擦力，那么繩子的拉力則為小車的合力，
當小車的質量遠大于砝碼和砝碼盤的總質量時，則砝碼和砝碼盤的總重力，即為小車的合力，故ACD錯誤，B正確；
（2）①依據(jù)公式a=$\frac{1}{M}$F，結合a-F圖線的斜率表示質量的倒數(shù)，可知三同學做實驗時選擇物體的質量不同，丙圖線的斜率最小，則丙的質量最大，
②三位同學在做實驗時，由圖象可知，雖然圖象的斜率不同，但均為直線，即各自的質量不變；
③隨著力F的增大，即砝碼和小盤總質量的增大，若不再滿足小車的質量遠大于砝碼和小盤的質量，因此圖象上部會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象；
④由上分析可知，做實驗時橫軸F取值是砝碼和砝碼盤的總重力；
⑤事實上，依據(jù)牛頓第二定律，因砝碼和砝碼盤有向下的加速度，則做實驗時細繩對小車的拉力小于砝碼和砝碼盤的總重力；
故答案為：（1）B；（2）①丙；②小車的質量；③遠大于；④B；⑤小于．

點評 教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，注意牛頓第二定律的應用．