Question

某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，
（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個(gè)小正方體木塊，用實(shí)驗(yàn)桌上的一把游標(biāo)卡尺測(cè)出正方體木塊的邊長(zhǎng)，如圖乙所示，則正方體木塊的邊長(zhǎng)為

 

cm；
（2）接著用這個(gè)小正方體木塊把小車(chē)軌道的一端墊高，通過(guò)速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車(chē)剛好做
勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．設(shè)小車(chē)的質(zhì)量為M，正方體木塊的邊長(zhǎng)為a，并用刻度尺量出圖中AB的距離為l（a＜l且已知θ很小時(shí)tanθ≈sinθ），則小車(chē)向下滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為

 

（3）然后用細(xì)線(xiàn)通過(guò)定滑輪掛上重物讓小車(chē)勻加速下滑，不斷改變重物的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的加速度a，則下列圖象中能正確反映小車(chē)加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是

 

Answer 1

分析：（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法直接讀數(shù)即可；
（2）對(duì)小車(chē)進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡關(guān)系及幾何關(guān)系即可求解；
（3）隨著m的逐漸增大，當(dāng)小桶與砂子的質(zhì)量為m變大后不能滿(mǎn)足m＜＜M的條件，圖象就會(huì)發(fā)生彎曲．

解答：解：（1）由圖乙可以讀出正方體木塊的邊長(zhǎng)為：a=31mm+10×0.05mm=31.50mm=3.150cm；
（2）設(shè)此時(shí)木板與水平面的夾角為θ，小車(chē)剛好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以小車(chē)受力平衡，則有：
f=Mgsinθ
根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinθ=

a

l

所以f=

Mga

l

（3）設(shè)小車(chē)與砝碼的質(zhì)量為M，小桶與砂子的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

m+M

=

mg

1+ m M

當(dāng)m＜＜M時(shí)，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．所以剛開(kāi)始a-m圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，
當(dāng)小桶與砂子的質(zhì)量為m變大后不能滿(mǎn)足m＜＜M的條件，圖象彎曲，且加速度增大的速度變慢，故選C
故答案為：（1）3.150；（2）

Mga

l

；（3）C．

點(diǎn)評(píng)：要求同學(xué)們?cè)龃笥螛?biāo)卡尺讀數(shù)的方法，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)．