Question

15．在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶由打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打上的點(diǎn)計(jì)算出：

（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M＞＞m時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在先保持盤(pán)及盤(pán)中的砝碼質(zhì)量一定，探究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系，以下做法正確的是B
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測(cè)出m以及小車(chē)質(zhì)量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出．
（3）在保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量M一定，探究小車(chē)的加速度與所受合外力的關(guān)系時(shí)，由于平衡摩擦力時(shí)操作不當(dāng)，二位同學(xué)得到的a-F關(guān)系如圖2示（a是小車(chē)的加速度．F是細(xì)線作用于小車(chē)的拉力）．其原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．

Answer 1

分析 當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤(pán)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車(chē)的加速度應(yīng)由紙帶求出．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得，整體的加速度a=$\frac{mg}{m+M}$，則繩子的拉力T=Ma=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)M＞＞m時(shí)，認(rèn)為繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，不能將及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上．故A錯(cuò)誤．
B、改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車(chē)．故C錯(cuò)誤．
D、小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度通過(guò)紙帶求出，不能通過(guò)a=$\frac{mg}{M}$求出．故D錯(cuò)誤．
故選：B．
（3）從圖象可知，F(xiàn)為零時(shí)，加速度不為零，知平衡摩擦力過(guò)度，即平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．
故答案為：（1）M＞＞m；（2）B；（3）平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大．

點(diǎn)評(píng) 考查繩子對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和砝碼的重力的條件，掌握實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)及處理數(shù)據(jù)的方法，理解圖象的斜率的含義，及截距的意義．