在探究“加速度與力的關係”實驗中，某同學設計了一種新的方法：他按如圖1所示安裝好實驗裝置，在不懸掛小吊盤時，調...

問題詳情：

在探究“加速度與力的關係”實驗中，某同學設計了一種新的方法：他按如圖1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．然後將一定數量的砝碼（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，並在紙帶上標出小吊盤中砝碼所受的重力F．以後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，重複實驗多次，並計算出每條紙帶對應的加速度．

回答下列問題：

（1）按上述方案做實驗，是否要求小吊盤中砝碼的總質量遠小於小車的質量？   （填“是”或“否”）

（2）該同學以每次實驗中小吊盤中砝碼所受的重力F為橫座標，小車對應的加速度大小a為縱座標，在座標紙上作出a﹣F關係圖線．圖2圖線中，你認為合理的是  

（3）若該同學所作出a﹣F關係圖線，直線（或直線部分）斜率為k，則小車質量M=   ．

【回答】

考點：探究加速度與物體質量、物體受力的關係．

專題：實驗題．

分析：（1）把砝碼和小車整體看成研究對象，根據牛頓第二定律分析即可求解；

（2、3）根據牛頓第二定律求出加速度的表達式，分析a與F的關係，從而選擇圖象，並根據圖象斜率的含義求出小車質量M．

解答：  解：（1）把砝碼和小車整體看成研究對象，根據牛頓第二定律可知：

mg=（m+M）a，

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：

（m﹣m0）g=（m+M）a，

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於小車的質量．

（2）根據牛頓第二定律可知：

F=（m+M）a，

解得：a=

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．

故選：D

（3）a﹣F圖象的斜率k=

解得：M=

故*為（1）否；（2）D；（3）

點評：對於實驗題要掌握其原理，知道課本上的實驗為什麼要求重物的質量遠遠小於小車的質量，能根據牛頓第二定律求出加速度與F的關係，知道a﹣F圖象斜率的含義，題目比較新穎，難度適中．

知識點：牛頓第二定律

題型：實驗,探究題