Question

【題目】在“探究加速度大小與力、質(zhì)量的關(guān)系"時(shí)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，需要在木板的右端墊上一個(gè)小木塊，其目的是_______。

(2)某同學(xué)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(shí).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(shí)，不需要改變墊入的小木塊的厚度

B.用天平測(cè)出m及M，直接用公式a =mg/M求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度

C.利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，可以利用公式a=2x/t2計(jì)算

D.平衡摩擦力時(shí)，砂桶應(yīng)用細(xì)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(xué)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(cè)量出小車的加速度a,以砂桶和砂的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得到如圖乙所示的a-F圖線，則圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)驗(yàn)時(shí)，我們認(rèn)為繩子的拉力是小車受到的合外力，為達(dá)到這個(gè)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(shí)，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(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(cè)出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的，而我們實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤；

D、平衡摩擦力時(shí)，不需掛砂和砂桶，但小車后面必須與紙帶相連，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶受到阻力，故D錯(cuò)誤。

（3）根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：
對(duì)M：

解得：
當(dāng)時(shí)，即當(dāng)砂和砂桶的總重力要遠(yuǎn)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(shí)，小車的加速度已經(jīng)不為零，說明平衡摩擦力時(shí)，長(zhǎng)木板的傾角過大了，所以圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度，長(zhǎng)木板的傾角過大。