Question

4．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)小剛同學(xué)將長木板平放在水平桌面上，并利用安裝在小車上的拉力傳感器測出細(xì)線的拉力，保持小車的質(zhì)量不變，通過改變鉤碼的個(gè)數(shù)，得到多組數(shù)據(jù)，從而確定小車加速度a與細(xì)線拉力F的關(guān)系．

（1）圖乙中符合小剛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是B．

（2）小麗同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，拉力傳感器出現(xiàn)了故障．為此，小麗同學(xué)移走拉力傳感器，保持小車的質(zhì)量不變，并改進(jìn)了小剛實(shí)驗(yàn)操作中的不足之處．用所掛鉤碼的重力表示細(xì)線的拉力F，則小麗同學(xué)得到的圖象可能是乙圖中C；小森同學(xué)為得到類似乙圖中的A圖，在教師的指導(dǎo)下，對小麗同學(xué)的做法進(jìn)行如下改進(jìn)：稱出小車質(zhì)量M、所有鉤碼的總質(zhì)量m，先掛上所有鉤碼，多次實(shí)驗(yàn)，依次將鉤碼摘下，并把每次摘下的鉤碼都放在小車上，仍用F表示所掛鉤碼的重力，畫出a-F圖，則圖線的斜率k=$\frac{1}{M+m}$．（用題中給出的字母表示）

Answer 1

分析 （1）因小球沒有平衡摩擦力，故拉力為零時(shí)物體沒有加速度；圖象與橫坐標(biāo)有交點(diǎn)；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確小麗獲得的圖象，現(xiàn)由牛頓第二定律可求得圖象的斜率．

解答 解：（1）因小剛沒有平衡摩擦力，只有拉力大于摩擦力時(shí)，物體才會(huì)產(chǎn)生加速度；故圖象與橫坐標(biāo)的有交點(diǎn)；故符合題意的只有B；
（2）因小麗用鉤碼的重力表示細(xì)線拉力；由于鉤碼的質(zhì)量不能忽略，故隨著所加砝碼的質(zhì)量增加，圖象將出現(xiàn)彎曲；
對整體由牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{M+m}$
故圖象的斜率k=$\frac{1}{M+m}$；
故答案為：（1）B；（2 ）C；（3）$\frac{1}{M+m}$

點(diǎn)評 本題考查牛頓第二定律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，要注意正確受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可明確加速度的表達(dá)式．