Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置“探究小車(chē)加速度與合外力的關(guān)系”，圖中A為小車(chē)，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為鉤碼，一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置，與小車(chē)相連的細(xì)線(xiàn)和長(zhǎng)木板平行，與動(dòng)滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線(xiàn)豎直，不計(jì)繩與滑輪的摩擦及動(dòng)滑輪質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把長(zhǎng)木板左端墊高，在不掛重物情況下，輕推一下小車(chē)，使小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)；

②掛上鉤碼，接通電源后，釋放小車(chē)，打出一條紙帶，將點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)記為第零計(jì)數(shù)點(diǎn)，順次選取一系列點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3......，分別測(cè)量這些計(jì)數(shù)點(diǎn)到第零計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x，然后由這些距離求出小車(chē)的加速度；

③改變鉤碼數(shù)量，重復(fù)步驟②，求得小車(chē)在不同合力作用下的加速度。

（1）本實(shí)驗(yàn)中是否必須滿(mǎn)足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)A的質(zhì)量； _______ （填“是”或“否”）

（2）由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車(chē)加速度與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是________；

（3）該實(shí)驗(yàn)小組欲利用此裝置“探究小車(chē)動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做 功的關(guān)系”，在步驟②中的紙帶上，由各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第零計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x，計(jì)算出它們與零計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度平方差，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，小車(chē)A的質(zhì)量m，然后建立坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，如圖所示，則這條直線(xiàn)斜率的表達(dá)式為__________。（用題中已知條件表示）

Answer 1

【答案】否 A

【解析】

本題考查牛頓第二定律驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)F=ma，探究F與a的關(guān)系。

（1）驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)我們把鉤碼的重力近似當(dāng)成繩上的拉力時(shí)需要滿(mǎn)足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，此時(shí)有彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出繩上拉力，不需要把鉤碼重力近似為繩上拉力，所以不需要滿(mǎn)足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量。

（2）由于已經(jīng)平衡摩擦力，所以隨著F從0開(kāi)始增大，加速度也從0開(kāi)始線(xiàn)性增大，所以選A；

（3）由動(dòng)能定理，

得到

所以