Question

12．“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的兩種實驗裝置如圖所示，圖中小車質(zhì)量均為M，紙帶穿過固定的電火花打點計時器B與小車連接，長木板水平放置，其一端帶有定滑輪，甲圖中重物P直接與小車相連，乙圖中小車與豎直懸掛的力傳感器通過動滑輪、細(xì)繩相連，動滑輪下懸掛重物P，重物P的質(zhì)量用m表示，不計繩子、滑輪的質(zhì)量及滑輪的摩擦，已知重力加速度為g．

（1）電火花打點計時器所使用的交流電源電壓是220V．
（2）下列說法正確的是A
A．兩種方案實驗時都必須先平衡小車受到的摩擦力
B．兩種方案實驗中都應(yīng)有M遠(yuǎn)大于m
C．按圖乙的裝置進(jìn)行實驗時，小車受到的合力大小取傳感器相應(yīng)示數(shù)的$\frac{1}{2}$
D．兩種方案都能驗證加速度和合力的關(guān)系，在誤差允許的范圍內(nèi)，測得的加速度的大小近似相等
（3）隨著重物P的質(zhì)量增大，小車加速度逐漸增大，甲方案得到的F-a圖象很可能是D．

Answer 1

分析 （1）電火花打點計時器使用220V交流電．
（2）該實驗必須要平衡摩擦力．
由于該實驗的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運動，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．
由實驗方案的連接方式，可知測力計示數(shù)總等于小車受到的拉力．
由牛頓第二定律可判定D．

解答 解：
（1）電火花打點計時器使用220V交流電．
（2）A、該實驗首先必須要平衡摩擦力，故A正確．
B、由于該實驗的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運動，此拉力可由測力計示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來代替，故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故B錯誤．
C、由第二種實驗方案的連接方式，繩子一端連接小車，一端連接測力計，可知測力計示數(shù)總等于小車受到的拉力，故C正確．
D、兩種方案中繩子的拉力不相同；故求得的加速度大小不相等；故D錯誤；
（3）甲方案中由于P物體的加速度越來越大，當(dāng)P的加速度不能忽略時，a=$\frac{{m}_{p}g}{m+{m}_{p}}$；圖象的斜率應(yīng)越來越大；故選：D
故答案為：
（1）220V．
（2）A；
（3）D

點評 B為易錯選項，這個是課本參考實驗的改進(jìn)版，用這種方法可以準(zhǔn)確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個比課本參考方案更好的辦法，題目價值很高．