Question

20．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，小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(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)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量一定，探究小車的加速度與質(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)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．小車運(yùn)動(dòng)的加速度可用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式 a=mg/M求出．
（3）在保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究小車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是小車的加速度．F是細(xì)線作用于小車的拉力）．其原因是平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角過大．

Answer 1

分析 當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤；實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應(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)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，不能將及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上．故A錯(cuò)誤．
B、改變小車質(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．故C錯(cuò)誤．
D、小車運(yùn)動(dòng)的加速度通過紙帶求出，不能通過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，知平衡摩擦力過度，即平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角過大．
故答案為：（1）M＞＞m；（2）B；  （3）平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角過大．

點(diǎn)評(píng) 考查繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤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．