Question

10．某實驗小組利用如圖1所示的裝置驗證加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系：
（1）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量．（選填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”）
（2）圖2是根據(jù)驗證牛頓第二定律實驗數(shù)據(jù)描述的三條a-F圖線，下列說法中正確的是：D
A 三條傾斜線所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量相同
B看不出三條傾斜線所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量是否相同
C直線1所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大
D 直線3所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律得出整體的加速度，隔離分析求出拉力的表達式，從而確定砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力的條件．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與合力的關(guān)系，從而確定圖線斜率表示的物理意義．

解答 解：（1）設(shè)木塊的質(zhì)量為M，砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量為m，對整體分析，a=$\frac{mg}{M+m}$，隔離對木塊分析，F(xiàn)=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，可知砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量時，砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{F}{M}$，知圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由于三條傾斜直線的斜率不同，則小車和砝碼的總質(zhì)量不同．直線3的斜率最小，則對應的小車和砝碼總質(zhì)量最大．故D正確，A、B、C錯誤．
故選：D．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道拉力等砝碼桶及桶內(nèi)砝碼總質(zhì)量的條件，以及知道a-F圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．