Question

【題目】在“探究加速度大小與力、質(zhì)量的關(guān)系"時采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼質(zhì)量為M .砂桶和砂的質(zhì)量為m。

(1)實驗中，需要在木板的右端墊上一個小木塊，其目的是_______。

(2)某同學在保持砂桶和砂質(zhì)量m —定的條件下，探究小車加速度“與質(zhì)量M的關(guān)系時.以下做法合理的是________

A.每次改變小車及車中砝碼質(zhì)量M時，不需要改變墊入的小木塊的厚度

B.用天平測出m及M，直接用公式a =mg/M求出小車運動的加速度

C.利用實驗中打出的紙帶求加速度時，可以利用公式a=2x/t2計算

D.平衡摩擦力時，砂桶應(yīng)用細線通過定滑輪系在小車上且小車后面的紙帶也必須連好

(3)某同學在保持小車及車中砝碼質(zhì)量M—定的條件下，探究小車加速度a與外力F的 關(guān)系時，平衡摩擦力后，直接用砂桶和砂的重力作為小車受到的合外力，則實驗中M 和m應(yīng)滿足的條件是_____;改變砂桶和砂的質(zhì)量m,分別測量出小車的加速度a,以砂桶和砂的重力F為橫坐標，以小車的加速度a為縱坐標，得到如圖乙所示的a-F圖線，則圖線不通過坐標原點的主要原因是_________

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力 A M >>m 平衡摩擦力過度

【解析】（1）實驗時，我們認為繩子的拉力是小車受到的合外力，為達到這個目的，我們要先要將帶有滑輪的木板另一端墊起，目的是平衡摩擦力；

（2）A、平衡摩擦力之后每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，即不需要改變墊入的小木塊的厚度，故A正確；

B、小車運動的加速度是利用打點計時器打出的紙帶分析求加速度，可以利用或畫出圖像來求出加速度，如果用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運用牛頓第二定律計算的，而我們實驗是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，故BC錯誤；

D、平衡摩擦力時，不需掛砂和砂桶，但小車后面必須與紙帶相連，因為運動過程中紙帶受到阻力，故D錯誤。

（3）根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：
對M：

解得：
當時，即當砂和砂桶的總重力要遠小于小車及車中砝碼的重力，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力；

從圖象可以看出拉力時，小車的加速度已經(jīng)不為零，說明平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了，所以圖線不通過坐標原點的原因是平衡摩擦力過度，長木板的傾角過大。