Question

【題目】張博同學用圖甲、乙的實驗裝置探究加速度與合外力的關系，小車總質量用M表示，鉤碼總質量用m表示。該同學先按圖甲將木板有定滑輪的端墊起，調整木板傾角，使小車恰好帶著鉤碼和紙帶一起沿木板向下勻速運動，再保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，然后接通電源釋放小車，使之由靜止開始加速下滑并在紙帶上打點，如圖乙所示。不考慮細繩質量、滑輪及紙帶的摩擦。重力加速度g已知，試回答下列問題

（1）實驗_____（填“有”或“沒有“）平衡小車和木板之間的摩擦力的步驟。

（2）實驗時_____（填“必須有”或“不需要有”）滿足“M＞＞m“的實驗條件。

（3）實驗時作出的a﹣F圖線如圖丙所示，則實驗對應的圖線是_____（填“A”或“B“）。

（4）實驗時小車加速下滑受到的合力F＝_____（用字母表示），在保持小車質量不變的情況下，通過調整改變小車所受合力，多次實驗，由實驗數據作出的a﹣F圖線如圖丁所示則小車總質量M_____kg（保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】有 不需要有 A mg 2.0

【解析】

（1）根據平衡摩擦力的具體操作即可判斷題目中已平衡了摩擦力；
（2）只有用重物的重力代替繩子的拉力，才需要滿足M＞＞m；
（3）根據牛頓第二定律列出公式，將公式變換成a-F函數式，結合斜率去分析即可；

（4）a﹣F圖線的斜率計算即可求解小車的總質量。

（1）本實驗探究當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力的關系，調整木板傾角，使小車恰好帶著鉤碼和紙帶一起沿木板向下勻速運動，就平衡了摩擦力；

（2）合力就等于鉤碼的重力，所以不需要滿足“M＞＞m”；

（3）繩的拉力等于鉤碼的重力，根據牛頓第二定律知：，圖像是一條過原點的直線，則實驗對應的圖線是A；

（4）由前面的分析知小車加速下滑受到的合力，a﹣F圖線的斜率表示小車的質量的倒數，，即