Question

6．為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量，（滑輪質(zhì)量不計）
（1）實(shí)驗(yàn)時，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是BCD．
A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力
C．小車靠近打點(diǎn)計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄彈簧測力計數(shù)
D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶
E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
（2）以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
（2）對小車，根據(jù)牛頓第二定律，得到a關(guān)于F的函數(shù)表達(dá)式，結(jié)合直線的斜率，即可求出小車的質(zhì)量；

解答 解：（1）A、本題拉力可以由彈簧測力計測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故A錯誤，E錯誤．
B、該題是彈簧測力計測出拉力，從而表示小車受到的合外力，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，故B正確；
C、打點(diǎn)計時器運(yùn)用時，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計的示數(shù)，故C正確；
D、改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故D正確；
故選：BCD．
（2）對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，
此題，彈簧測力計的示數(shù)2F=Ma，即$a=\frac{2}{M}F$，a-F圖線的斜率為k，則$k=\frac{2}{M}$，故小車質(zhì)量為M=$\frac{2}{k}$，
故答案為：（1）BCD；（2）$\frac{2}{k}$

點(diǎn)評 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，小車質(zhì)量不變時，加速度與拉力成正比，對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)