Question

【題目】在探究“加速度與力的關系”實驗中，某同學設計了一種新的方法：他按如圖甲所示安裝好實驗裝置，在不懸掛小吊盤時，調整木板右端的高度，用手輕撥小車，使小車能牽引紙帶沿長木板向左做勻速運動。然后將一定數量的砝碼(其總質量為m)放入小吊盤中(小吊盤質量不計)，接通電源，釋放小車，打出一條理想紙帶，并在紙帶上標出小吊盤中砝碼所受的重力F。以后每次實驗將小吊盤中部分砝碼移到小車中，保持砝碼和小車的總質量一定，重復實驗多次，并計算出每條紙帶對應的加速度。回答下列問題：

（1）該同學以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫坐標，小車對應的加速度大小a為縱坐標， 在坐標紙上作a－F關系圖線。圖乙圖線中，你認為最合理的是________。

（2）按上述方案做實驗，是否要求小吊盤中砝碼的總質量遠小于小車的質量________。(填“是”或“否”)

（3）若該同學所作出a－F關系圖線，直線部分斜率為k，則小車質量M=________。

Answer 1

【答案】 D 否

【解析】試題分析：根據牛頓第二定律求出加速度的表達式，分析a與F的關系，從而選擇圖象，并根據圖象斜率的含義求出小車質量M；把砝碼和小車整體看成研究對象，根據牛頓第二定律分析是否要求小吊盤中砝碼的總質量遠小于小車的質量．

（1）根據牛頓第二定律可知： ，解得，則加速度與F成正比，圖象是通過原點的傾斜的直線，故D正確．

（2）把砝碼和小車整體看成研究對象，根據牛頓第二定律可知，若把小吊盤中部分砝碼移到小車中，保持砝碼和小車的總質量一定，則有： ，我們發現不需要用砝碼的重力代替繩子的拉力，用整體法求出的加速度就是小車的加速度，所以不需要砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量．

（3）根據，可知，解得．