Question

【題目】某實驗小組欲以圖甲所示實驗裝置“探究加速度與物體受力和質量的關系”．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木板，小車通過紙帶與電磁打點計時器相連，小車的質量為m1，小盤（及砝碼）的質量為m2．

（1）下列說法正確的是 ．

A．實驗時先放開小車，再接通打點計時器的電源

B．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力

C．本實驗中應滿足m2遠小于ml的條件

D．在用圖象探究小車加速度與受力的關系時，應作a﹣ml圖象

（2）某同學平衡好摩擦阻力后，在保持小車質量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，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，則小車的質量為 kg，小盤的質量為 kg．

（3）實際上，在砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增大，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）實驗時需要提前做的工作有兩個：①平衡摩擦力，且每次改變小車質量時，不用重新平衡摩擦力，因為f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質量M遠遠大于小盤和重物的質量m．

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

（3）車在托盤和砝碼帶動下最大的加速度不會超過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、實驗時應先接通電源后釋放小車，故A錯誤．

B、平衡摩擦力，假設木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故B錯誤．

C、讓小車的質量m1遠遠大于小盤和重物的質量m2，因為：際上繩子的拉力F=Ma=，故應該是m2＜＜m1，即實驗中應滿足小盤和重物的質量遠小于小車的質量，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量的關系時，通常作a﹣圖象，故D錯誤；

故選：C

（2）對a﹣F圖來說，圖象的斜率表示小車質量的倒數，故小車質量為：，

F=0時，產生的加速度是由于托盤作用產生的，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