Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲以圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置“探究加速度與物體受力和質(zhì)量的關(guān)系”．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車通過(guò)紙帶與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相連，小車的質(zhì)量為m1，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為m2．

（1）下列說(shuō)法正確的是 ．

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，應(yīng)重新平衡摩擦力

C．本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足m2遠(yuǎn)小于ml的條件

D．在用圖象探究小車加速度與受力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)作a﹣ml圖象

（2）某同學(xué)平衡好摩擦阻力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過(guò)多次改變砝碼重力，作出小車加速度a 與砝碼重力F的圖象如圖乙所示．若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，則小車的質(zhì)量為 kg，小盤的質(zhì)量為 kg．

（3）實(shí)際上，在砝碼的重力越來(lái)越大時(shí)，小車的加速度不能無(wú)限制地增大，將趨近于某一極限值，此極限值為 m/s2．

Answer 1

【答案】（1）C；

（2）2.04；0.061；

（3）10

【解析】試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要提前做的工作有兩個(gè)：①平衡摩擦力，且每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不用重新平衡摩擦力，因?yàn)?/span>f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和重物的質(zhì)量m．

（2）由F﹣a圖的斜率等于小車質(zhì)量，可得到小車質(zhì)量，F=0時(shí)，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，可得托盤質(zhì)量；

（3）車在托盤和砝碼帶動(dòng)下最大的加速度不會(huì)超過(guò)托盤和砝碼下落的加速度，而此下落加速度的極值就是重力加速度．

解：A、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車，故A錯(cuò)誤．

B、平衡摩擦力，假設(shè)木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故B錯(cuò)誤．

C、讓小車的質(zhì)量m1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和重物的質(zhì)量m2，因?yàn)椋弘H上繩子的拉力F=Ma=，故應(yīng)該是m2＜＜m1，即實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足小盤和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故C正確；

D、F=ma，所以：a=，所以在用圖象探究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，通常作a﹣圖象，故D錯(cuò)誤；

故選：C

（2）對(duì)a﹣F圖來(lái)說(shuō)，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，故小車質(zhì)量為：，

F=0時(shí)，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有：mg=m1a0，

解得：m=

（3）小車的加速度最大等于自由落體的加速度，故極限值為10m/s2

故答案為：（1）C；（2）2.04；0.061；（3）10